Нч фильтр для сабвуфера своими руками пассивный: Фильтр для сабвуфера своими руками

Фильтр для сабвуфера своими руками

Психоакустика (наука, изучающая звук и его влияние на человека) установила, что человеческое ухо способно воспринимать звуковые колебания в диапазоне от 16 до 20000 Гц. При том, что диапазон 16-20 Гц (низкие частоты), воспринимается уже не самим ухом, а органами осязания.

Многие меломаны сталкиваются с тем, что большинство поставляемых акустических систем не удовлетворяет их потребности в полной мере. Всегда находятся мелкие недоработки, неприятные нюансы и т.п., которые побуждают собирать колонки с усилителями своими руками.

Еще одна категория людей, которые предпочитают делать звуковое оборудование самостоятельно – автовладельцы. Сборка и запуск мощной акустической системы в машине – непростое и весьма дорогостоящее мероприятие.

Возможны и другие причины сборки сабвуфера (профессиональный интерес, хобби и т.п).

Сабвуфер (от англ. «subwoofer») – низкочастотный динамик, который может воспроизводить звуковые колебания в диапазоне 5-200 Гц (в зависимости от типа конструкции и модели). Может быть пассивным (использует выходной сигнал с отдельного усилителя) или активным (оснащается встроенным усилителем сигнала).

Низкие частоты (басы) в свою очередь можно разделить на три основные подвида: 

• Верхние (англ. UpperBass) – от 80 до 150-200 Гц.
• Средние (англ. MidBass / мидбасы) – от 40 до 80 Гц.
• Глубокие или подбасы (англ. SubBass) – все что ниже 40 Гц.

Функции и принцип работы фильтров для сабвуфера

---

Фильтры частот применяются как для работы активных сабвуферов, так и пассивных.

Преимущества активных низкочастотных динамиков заключается в следующем: 

• Активный усилитель сабвуфера не нагружает дополнительно акустическую систему (так как питается отдельно).
• Входной сигнал может фильтроваться (исключаются посторонние шумы от воспроизведения высоких частот, работа устройства концентрируется только на том диапазоне, в котором динамик обеспечивает наилучшее качество передачи колебаний).
• Усилитель при правильном подходе к конструкции может гибко настраиваться.
• Исходный спектр частот можно разделить на несколько каналов, с которыми можно уже работать по-отдельности – низкие частоты (на сабвуфер), средние, высокие, а иногда и сверхвысокие частоты.

Виды фильтров для низких частот (НЧ)

---

По реализации 

• Аналоговые схемы.
• Цифровые устройства.
• Программные фильтры.

По типу 

• Активный фильтр для сабвуфера (так называемый кроссовер, обязательный атрибут любого активного фильтра – дополнительный источник питания)
• Пассивный фильтр (такой фильтр для пассивного сабвуфера лишь отсеивает необходимые низкие часты в заданном диапазоне, не усиливая сигнала).

По крутизне спада 

• Первого порядка (6 дБ/октав.)
• Второго порядка (12 дБ/октав.)
• Третьего порядка (18 дБ/октав.)
• Четвертого порядка (24 дБ/октав.)

Основные характеристики фильтров: 

• Полоса пропускания (диапазон пропускаемых частот).
• Полоса задерживания (диапазон существенного подавления сигнала).
• Частота среза (переход между полосами пропускания и задерживания происходит. нелинейно. Частота, на которой пропускаемый сигнал ослабляется на 3 дБ, называется частотой среза).

Дополнительные параметры оценки фильтров акустических сигналов: 

• Крутизна спада АХЧ (Амплитудно-Частотная Характеристика сигнала).
• Неравномерность в полосе пропускания.
• Резонансная частота.
• Добротность.

Линейные фильтры электронных сигналов различаются между собой по типу кривых (зависимости показателей) АЧХ.

Разновидности таких фильтров чаще всего называются по фамилиям ученых, выявившим эти закономерности: 

• Фильтр Баттерворта (гладкая АЧХ в полосе пропускания),
• Фильтр Бесселя (характерна гладкая групповая задержка),
• Фильтр Чебышёва (крутой спад АЧХ),
• Эллиптический фильтр (пульсации АЧХ в полосах пропускания и подавления),

И другие.

Простейший НЧ фильтр для сабвуфера второго порядка выглядит следующим образом: последовательно подключенная к динамику индуктивность (катушка) и параллельно – емкость (конденсатор). Это так называемый LC-фильтр (L — обозначение индуктивности на электрических схемах, а C – емкости).

Принцип работы заключается в следующем: 

1. Сопротивление индуктивности прямо пропорционально частоте и поэтому катушка пропускает низкие частоты и задерживает высокие (чем выше частота, тем выше сопротивление индуктивности).
2. Сопротивление емкости обратно пропорционально частоте сигнала и поэтому высокочастотные колебания затухают на входе динамика.

Такой тип фильтров – пассивный. Более сложные в реализации – активные фильтры.

Как сделать простой фильтр для сабвуфера своими руками

---

Как и было сказано выше, самые простые в конструкции – пассивные фильтры. Они имеют в составе всего несколько элементов (количество зависит от требуемого порядка фильтра).

Собрать свой собственный фильтр НЧ можно по готовым схемам в сети или по индивидуальным параметрам после подробных расчетов требуемых характеристик (для удобства можно найти специальные калькуляторы для фильтров разных порядков, с помощью которых можно быстро рассчитать параметры составляющих элементов – катушек, емкостей и т.п.).

Для активных фильтров (кроссоверов) можно использовать специализированное программное обеспечение, например, такое как «Crossover Elements Calculator».

В некоторых случаях при проектировании схемы может понадобиться фильтр-сумматор.

Здесь оба канала звука (стерео), например, после выхода с усилителя и т.п., необходимо сначала отфильтровать (оставить только НЧ), а потом объединить в один с помощью сумматора (так как сабвуфер чаще устанавливается всего один). Или наоборот, сначала суммировать, а затем отфильтровать НЧ.

В качестве примера возьмем простейший пассивный НЧ фильтр второго порядка.

Если сопротивление динамика будет 4 Ом, предполагаемая частота среза – 150 Гц, то для типа фильтрации по Баттерворту нужны будут:

• L (индуктивность) = 6.003 mH
• С (емкость) = 187.5 µF

Если конденсатор можно подобрать под требуемый параметр из готовых или собрать блок из нескольких параллельно соединенных, то катушку лучше всего намотать своими руками. Для этого необходимо предварительно рассчитать параметры индукции с помощью тех же готовых калькуляторов.

Так, что получения катушки с индуктивностью 6 мГн, из обмоточного медного провода диаметром 1 мм, понадобится стержень диаметром 1 см и длиной 6 см. На выходе получится бобина из 1002 витков. Проволока длиной 84 метра будет уложена в 17 слоев. Итоговые габариты – диам. 44 мм, длина – 6 см.

Катушка и конденсатор подключаются к динамику по схеме, обозначенной выше, и мы получаем сабвуфер с пассивным НЧ фильтром.

Фильтр для сабвуфера своими руками. Фильтр низких частот для саба

Низкочастотная акустическая система предназначена для воспроизведения определённого участка звукового диапазона. Этот участок находится ближе к нижним границам зоны слышимости и составляет интервал от 20 до 100-200 Гц. Басовая колонка представляет собой прочный ящик, в котором установлены один или два мощных динамика. Благодаря особенностям воспроизведения низких частот диффузоры имеют большой диаметр, а подвес обеспечивает сильную амплитуду качания звуковой катушки и диффузора. Для того чтобы на катушку низкочастотного громкоговорителя не попадали лишние частоты, на входе системы ставится пассивный или активный фильтр-кроссовер. Фильтр для сабвуфера можно купить или сделать своими руками.

Фильтр низких частот для сабвуфера своими руками

Фильтр низких частот для сабвуфера представляет собой простую схему, которую можно сделать самостоятельно. Это устройство, в самом простом варианте, содержит катушку индуктивности и конденсатор, поэтому конструкция называется LC-фильтром. Индуктивности и ёмкостиявляются реактивными элементами, поэтому изменяют своё сопротивление в зависимости от частоты сигнала. Конденсатор меняет своё сопротивление обратно пропорционально частоте. При включении ёмкости параллельно нагрузке, высокочастотная составляющая сигнала, закорачивается на землю, а низкие частоты будут беспрепятственно проходить на динамик. Частота, на которой начинается подавление сигнала, называется частотой среза.

Идеальный низкочастотный фильтр для сабвуфера должен мгновенно «гасить» определённые частот. На снимке это показано жёлтой линией. Реальная схема фильтра для сабвуфера отличается тем, что спад происходит плавно. Простейшее устройство из двух элементов называется фильтр первого порядка. Он обеспечивает подавление частот выше порога среза в 6 dBна октаву. Схема второго порядка с дополнительными элементами увеличивает крутизну подавления до 12 dBна октаву, а каждое последующее звено добавляет по 6 dB. Чем больше звеньев, тем круче происходит подавление лишней полосы звукового диапазона.

Схема фильтра для сабвуфера сделанного своими руками, может включать в себя любое число звеньев. Устройство может быть пассивным или активным.

Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера схема

Пассивный фильтр НЧ для сабвуфера своими руками можно сделать за короткое время. Схема не содержит дефицитных деталей и правильно собранная не требует настройки. Простой фильтр низких частот для сабвуфера состоит всего из двух деталей. Это катушка индуктивности и конденсатор. Для того чтобы определить электрические величины этих элементов лучше всего воспользоваться онлайн калькулятором. Для этого нужно набрать в строке поиска «Расчёт LC-фильтров. Онлайн калькулятор». Далее в окне нужно найти следующую таблицу.

Здесь достаточно указать нужную частоту среза, сопротивление нагрузки и нажать «Вычислить». Например, при сопротивлении динамика 4 Ома и частоте среза 220 Гц калькулятор выдаст ёмкость конденсатора в 255,7 микрофарад, а индуктивность 4,09 миллигенри. При сопротивлении головки 8 ом и подавлении «верхов» начиная с 250 Гц, данные будут 112,5 мкф и 7,2 мГн. Сделать фильтр низких частот для сабвуфера можно на простой печатной плате или использовать пластину из текстолита с контактными площадками.

В качестве конденсаторов используется ёмкость ближайшая по номиналу. В фильтре частот для сабвуфера можно использовать электролитические конденсаторы, но лучше поставить бумажные типа «МБГО», К73-16 или специально предназначенные для акустических систем полипропиленовые ёмкости К78-34. Для получения нужного номинала конденсаторы можно соединять параллельно. Катушки индуктивности можно купить готовые или намотать самостоятельно.

Активный фильтр для сабвуфера своими руками

По сравнению с пассивными конструкциями, активные схемы выравнивают амплитудно- частотную характеристику низкочастотного сигнала, корректируя пики и спады, негативно влияющие на прослушивание музыки. Простой фильтр для сабвуфера своими руками можно сделать на малошумящем операционном усилителе.

Схема фильтра НЧ для сабвуфера, сделанного своими руками, состоит из двух операционных усилителей и небольшого числа дискретных элементов. В качестве основного элемента используется интегральная микросхема LM324, которая содержит четыре операционных усилителя с однополярным питанием, что особенно удобно, если сабвуфер будет использоваться в автомобиле. Активное устройство обеспечивает подавление высокочастотной части звукового диапазона, начиная с 120 Гц. Существует много схем разного уровня сложности, которые сделаны на микросхемах или транзисторах. Интегральные схемы требуют меньшего количества деталей и не критичны к изменению напряжения питания.

Более качественную схему можно сделать на специализированной микросхеме РТ2351. Сигналы с выходов стереофонического усилителя поступают на входные каскады, микшируются и поступают на активный блок подавления низких частот. Точка начала подавления высокочастотной части спектра определяется величиной конденсаторов С3 и С7. Буферный каскад позволяет подключать устройство непосредственно к акустической системе.

Сигнал с двух каналов стереофонического усилителя через RCцепочки поступает на соответствующие входы интегральной микросхемы. Благодаря стабилизатору микросхему можно питать от любого однополярного источника постоянного тока напряжением до 20 вольт. Порог среза активного устройства составляет примерно 70 Гц. Для некоторых акустических систем эта величина подавления может быть слишком низкой. Для величины подавления 200 Гц номиналы конденсаторов должны быть следующими:

• С1 – 0,47 мкф
• С2 – 0,47 мкф
• С3 – 0,047 мкф
• С7 – 0, 068 мкф

Активный блок ограничения высокочастотной части звукового диапазонаможет использоваться как для домашнего звукового комплекса, так и в автомобиле. Недостатком данной схемы можно считать отсутствие плавной регулировки полосы пропускания, но для работы звукового комплекса это не так важно.



своими руками, низких частот, активный схема, НЧ, пассивный, саба

Многие меломаны сталкиваются с тем, что качество автомобильных акустических систем невысокое. Фильтр для сабвуфера может быть создан своими руками, для чего требуется небольшой набор инструментов и материалов.

Предназначение

Сабвуфер — динамик для вывода низкочастотных колебаний в диапазоне 5-200 Гц. В продаже встречаются пассивный и активный варианты исполнения. При этом частоты делятся на 3 основные категории:

• Верхние.
• Средние.
• Глубокие.

Фильтры предназначены для разделения звука и повышения качества. Он устанавливается для саба пассивного и активного типа, может использоваться как сумматор, который делает систему более эффективной.

Какую магнитолу рекомендуете покупать:Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

• Pioneer 50%, 4125 голосов

  4125 голосов 50%

  4125 голосов — 50% из всех голосов

• Alpine 15%, 1220 голосов

  1220 голосов 15%

  1220 голосов — 15% из всех голосов

• Kenwood 11%, 892 голоса

  892 голоса 11%

  892 голоса — 11% из всех голосов

• Sony 9%, 709 голосов

  709 голосов 9%

  709 голосов — 9% из всех голосов

• JVC 7%, 555 голосов

  555 голосов 7%

  555 голосов — 7% из всех голосов

• Другую… 4%, 315 голосов

  315 голосов 4%

  315 голосов — 4% из всех голосов

• 128 голосов 2%

  128 голосов — 2% из всех голосов

• Mystery 2%, 125 голосов

  125 голосов 2%

  125 голосов — 2% из всех голосов

• Prology 2%, 125 голосов

  125 голосов 2%

  125 голосов — 2% из всех голосов

• Soundmax 1%, 86 голосов

  86 голосов 1%

  86 голосов — 1% из всех голосов

Всего голосов: 8280

Голосовало: 7024

13.11.2019

×

Вы или с вашего IP уже голосовали.

Предназначение системы заключается в распределении частот между несколькими элементам вывода. Сабвуфер способен выводить только низкий диапазон, для которого он отделяется от всего потока.

Ты водитель автомобиля?! Тогда ты сможешь пройти этот простейший тест и узнать … Перейти к тесту »

Схема фильтра

При создании устройства могут применяться различные схемы. Простейший НЧ фильтр для сабвуфера называют LC. Его принцип работы обладает следующими особенностями:

• Создаваемое сопротивление индуктивности сравнимо с частотой звука. Этот момент определяет то, что катушка пропускает низкие частоты и отделяет высокие. С повышением значения частоты увеличивается и сопротивление индуктивности.
• Сопротивление емкости имеет обратную пропорциональность частоте сигнала, и колебания с высокой частотой затухают на входе.

Подобный пассивный фильтр НЧ прост в исполнении, поэтому его изготавливают чаще других. Более сложна в реализации схема активного фильтра. Она предусматривает применение активного элемента, который повышает эффективность устройства.

Классификация устройств проводится по основным параметрам. Порядок свидетельствует о количестве катушек. Крутизна спада АЧХ определяет то, насколько резко фильтр подавляет сигналы, которые могут стать причиной помехи.

При выборе фильтра также уделяется внимание тому, какая схема расположения динамиков применяется в автомобиле. Наибольшее распространение получили следующие:

• 3 динамика: басовик, средний и низкие частоты, твитер. В большинстве случаев этого достаточно для реализации поставленной задачи.
• Более сложная схема предусматривает использование отдельных динамиков для воспроизведения своей частоты.

Полосно-пропускающие, или полосовые устройства эффективно пропускают свою частоту. Полная противоположность — режекторный вариант исполнения, так как полосы вне интервала усиливаются.

Как сделать своими руками

Пассивный фильтр для сабвуфера своими руками просто изготовить благодаря использованию небольшого количества элементов. Фильтр низких частот собирается с учетом нижеприведенных моментов:

• Сборка может проводиться по схеме, которая скачивается из сети или создается своими руками. В интернете встречается большое количество различных калькуляторов. Их применение существенно упрощает расчеты. Для этого достаточно ввести исходную информацию, и программа при применении формул рассчитывает требуемые показатели.
• Основными параметрами, применяемыми при расчетах, являются индуктивность и емкость.
• Простейшая схема представлена сочетанием конденсатора или катушки. Первый элемент можно приобрести в специализированном магазине, для повышения показателя проводится соединение нескольких. Катушка часто изготавливается самостоятельно, для этого применяется медная проволока и стержень из специального сплава.
• Пайка отдельных элементов должна проводиться с особой осторожностью. Это связано с тем, что слишком высокая температура может привести к перегреву платы и некоторым другим проблемам.

После создания самодельной конструкции следует провести подключение фильтра к сабвуферу. Подключение выполняется следующим образом:

• Фильтр подключается к сабвуферу через выход предварительного усилителя после регулятора, который отвечает за регулировку громкости. Это позволяет существенно повысить качество звука.
• Потенциометр применяется для регулирования соотношения громкости сабвуфера и всего сигнального тракта.
• К выходу проводится подключение усилителя мощности, который работает по классической схеме. Оба применяются для мостового соединения.

Финишный этап заключается в герметизации всех соединительных элементов. В противном случае на контактах со временем может появиться коррозия, которая станет причиной снижения проводимости. Активный изготавливается с применением управляющей платы.

НЧ ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

Здравствуйте, уважаемые радиолюбители! Сегодня хочу вам предложить схему фильтра НЧ для любого самодельного сабвуфера. Мною было опробовано не мало схем фильтров, из этого количества некоторые либо не устраивали по звуку, либо запускались с танцами под бубен, либо запускались вообще броском об стену! И вот в один прекрасный день лазил по одному форуму, и наткнулся на пост со схемой. Как писали, схема была найдена на каком-то форуме в давно забытой теме и очень его порадовала своей повторяемостью и хорошим звучанием баса. Большое спасибо этому человеку! Решил и я повторить эту схемку, так как давно в поисках хорошего ФНЧ и нужная микросхема была в наличии.

Схема электрическая фильтра НЧ

Скопируйте для увеличения

Сердце схемы, хорошо себя зарекомендовавшая TL074 (084), один сдвоенный переменный резистор, в таком нестандартном для меня включении, и немного пассивных компонентов (резисторы и конденсаторы). Решил, что для питания откажусь от всяких лишних стабилизаторов (7815 и 7915) — потребления схемы небольшое, и поэтому решено запитать схему по простому — пара стабилитронов (применил 1N4712), пара ограничивающих резисторов (1.5 kom у меня), небольшие электролиты по питанию и шунтирующие конденсаторы по 0,1 мкф — все это к основному питанию УНЧ сабвуфера (+-35 вольт в моём случае).

Монтаж выполнен на печатной плате из текстолита — скачать файл. Печатку немного подкорректировал под себя и добавил стабилитроны. Все элементы подписаны, наводите курсор на элементы — показывается его номинал. Переменные резисторы, регулирующий частоту среза и регулировки громкости, в моём варианте выведены с платы на проводках.

Схема работает сразу, делал уже раз десять этот ФНЧ — естественно если не путать номиналы и не оставлять сопельки между дорожек. Также хочу сказать что чувствительности фильтра хватает, чтобы подключать портативные источники звука такие как: сотовый телефон, mp3 плеер и подобные устройства.

Приготовили плату? Тогда берём паяльник, и первым делом запаивайте стабилитроны с ограничивающими резисторами и конденсаторы, панельку для TL-ки. Подключите плату к источнику питания вашего УНЧ (у меня +-35 вольт) — удостоверьтесь что к 4 и 11 ножки микросхемы на панельки поступает +-12 вольт. Если всё правильно — паяем конденсаторы, резисторы.

Не забываем, что конденсаторы нужно ставить пленочные в такие схемы, не считая электролитов и шунтирующих по питанию.

Переменный резистор, на регулировку среза частоты — нужно подключать именно как нарисовано по схеме. Повторюсь, что схема не нуждается в настройках, правильный монтаж и чистка платки от флюса, если использовали упомянутый.

Теперь в своих конструкциях сабвуферов, всегда использую этот фильтр за его хорошее качество баса и простую схему. Также без лишних ненужных наворотов. Рекомендую, как говорится к повторению, с вами был Akplex.

   Форум по ФНЧ

   Обсудить статью НЧ ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

Фильтр для нч динамика. Пассивный фильтр для низкочастотного динамика своими руками

Трёхполосные акустические системы, состоящие из трёх динамиков, являются самым удачным решением для высококачественного звуковоспроизведения. В них используются три типа звуковых головок. Они отличаются по размеру, конструктивным особенностям и полосе воспроизводимых частот. Для разделения всего частотного диапазона выдаваемого усилителем низкой частоты используются полосовые фильтры-кроссоверы. В них используются конденсаторы дроссели и, реже, резисторы.

Сделать своими руками фильтр для динамика НЧ очень просто.Основным элементом устройства является индуктивность или дроссель. Катушка включается последовательно с низкочастотным динамиком.

Фильтр для низкочастотного динамика

Фильтр нижних частот из дросселя и конденсатора большой ёмкости называется схемой Баттерворта второго порядка. Он обеспечивает спад частот выше частоты среза до 12 dBна октаву. Схема работает следующим образом. Индуктивность в LC контуре выполняет функцию переменного резистора. Его сопротивление прямо пропорционально частоте ивозрастает с увеличением диапазона. Поэтому высокие частоты практически не попадают на НЧ динамик. Такую же функцию выполняет и конденсатор. Его сопротивление обратно пропорционально частоте и он включается параллельно громкоговорителю.

Поскольку схема устройства должна хорошо пропускать низкие частоты и обрезать высокие, то конденсаторы такого устройства имеют большую ёмкость.Пассивный фильтр для динамика может быть выполнен по более сложной схеме. Если соединить две схемы Баттерворта последовательно, то получится устройство четвёртого порядка из двух индуктивностей и двух конденсаторов. Оно обеспечивает спад частотной характеристики низкочастотного громкоговорителя в 24 децибела на октаву.

Для того чтобы выровнять частотную характеристику и более точно согласовать схему Баттерворта и динамик, между катушкой индуктивности и конденсатором, включается резистор с небольшим сопротивлением. Для этой цели лучше использовать проволочные резисторы.

Фильтры для динамиков своими руками

Сделать фильтр для динамика совсем не сложно. Он состоит всего из двух элементов – конденсатора и катушки индуктивности. Рассчитать параметры радиоэлементов для пассивной схемы низкой частоты второго порядка проще всего на онлайн калькуляторе. Там можно задать желаемый уровень среза и сопротивление акустической головки. Программа выдаст требуемую ёмкость конденсатора и индуктивность катушки. Например, выбран уровень среза 150 Гц, а сопротивление динамика равно 4 Ом. Калькулятор выдаст следующие значения:

• Ёмкость конденсатора – 187 мкф
• Индуктивность катушки – 6,003 мГн

Требуемую ёмкость можно получить из параллельно соединённых конденсаторов К78-34, которые специально разработаны для работы в акустических системах. Кроме того есть обновлённая линейка конденсаторов аналогичного типа. Это KZKWhiteLine. В качестве недорогих аналогов, радиолюбители часто используют конденсаторы типа МБГО или МБГП.

Катушка индуктивности на 6 мГн наматывается на оправке диаметром 1 см и длиной 6 см. Поскольку катушка не имеет магнитного сердечника в качестве бобины можно использовать цилиндр из любого материала, на который для удобства намотки, нужно сделать щёчки. Для намотки используется медный провод типа ПЭЛ диаметром 1 мм. Длина проволоки 84 метра. Намотку нужно делать виток к витку.



Фильтр сабвуфера | AUDIO-CXEM.RU

Фильтр для сабвуфера или как его еще называют- фильтр НЧ предназначен для подавления высоких частот, которые не должны поступать на вход усилителя звука и далее на низкочастотную головку (НЧ динамик, сабвуфер).

У фильтра для сабвуфера есть частота среза. Сигнал, поступающий на вход фильтра, с частотой большей частоты среза, будет затухать. На выходе фильтра сигнал практически будет отсутствовать.

Фильтр сабвуфера, речь о котором пойдет ниже имеет регулируемую частоту среза, что позволяет более точно настроить его.

Кроме того в схеме есть регулировка угла сдвига фаз. Сам по себе фильтр (как и другие фильтры НЧ) сдвигает сигнал на некоторый угол, поэтому если включить сабвуфер и дополнительную акустику (минуя фильтр), тогда сигналы на выходах будут различаться на некоторый угол. Все это можно определить и на слух, НЧ головка и другая акустическая система будут играть асинхронно. Для настройки этой синхронности и нужен регулятор угла сдвига фаз.

Основные технические характеристики фильтра НЧ

Напряжение питания…………………………..+9…15В

Потребление тока……………………………….<10мА

Частота среза…………………………………….50…200Гц

Затухание сигнала (при частоте 1кГц)…….. 40дБ

 

Схема активного фильтра сабвуфера

 

Элементы схемы

U1,U2 — TL072, TL082, NE5532

R1-R4 — 47…51 кОм

R5,R6,R9 — 270 кОм

R7,R8 — 220 Ом

R10,R12,R13 — 10 кОм

R11 — 12..13 кОм

RV1 — 30-50 кОм (6 ног)

RV2 — 10 кОм (3 ноги)

C1,C2,C6 — 0.047 мкФ (пленочный)

C3,C4 — 0.022 мкФ (пленочный)

C5,C7 — 0.01 мкФ (пленочный)

C8 — 0.001 мкФ (пленочный)

C9,C10 — 0.1 мкФ (керамический)

C11-C14 — 22 мкФ 16В.

Все резисторы мощностью 0.25Вт.

у всех конденсаторов, за исключением полярных расстояние между выводов 5мм.

Все электролитические конденсаторы напряжением не менее 16В.

Немного слов…

На элементах U1.1 и U1.2 выполнен сумматор, который оптимизирует работу фильтра НЧ при подаче на его вход стерео сигнала.

Регулировка угла сдвига фаз, фильтра сабвуфера, производится при включенной дополнительной акустической системе, на слух. Если в наличии есть двухканальный осциллограф и генератор, то более точную настройку можно произвести с их помощью.

При изготовлении печатной платы с помощью ЛУТ технологии, распечатывать шаблон как есть (не в зеркальном отражении).

Описанный в данной статье фильтр для сабвуфера, может применяться в связке с усилителем НЧ на микросхеме TDA7294 или TDA7293, который также с легкостью может быть повторен начинающими электронщиками.

Печатная плата СКАЧАТЬ

Похожие статьи

Фильтр НЧ для сабвуфера своими руками

Когда мы говорим «Фильтр для сабвуфера» — имеется в виду активный фильтр нижних частот. Он особенно полезен при расширении стереофонической звуковой системы на дополнительный динамик воспроизводящий только самые низкие частоты. Данный проект состоит из активного фильтра второго порядка с регулируемой граничной частотой 50 — 250 Гц, входного усилителя с регулировкой усиления (0.5 — 1.5) и выходных каскадов.

Конструкция обеспечивает прямое подключение к усилителю с мостовой схемой, так как сигналы сдвинуты относительно друг друга по фазе на 180 градусов. Благодаря встроенному источнику питания, стабилизатору на плате, можно обеспечить питание фильтра симметричным напряжением от усилители мощности — как правило это двухполярка 20 — 70 В. Фильтр НЧ идеально подходит для совместной работы с промышленными и самодельными усилителями и предусилителями.

Принципиальная схема ФНЧ

Схема фильтра для сабвуфера показана на рисунке. Работает он на основе двух операционных усилителей U1-U2 (NE5532). Первый из них отвечает за суммирование и фильтрацию сигнала, в то время как второй обеспечивает его кэширование.

Принципиальная схема ФНЧ к сабу

Стереофонический входной сигнал подается на разъем GP1, а дальше через конденсаторы C1 (470nF) и C2 (470nF), резистора R3 (100k) и R4 (100k) попадает на инвертирующий вход усилителя U1A. На этом элементе реализован сумматор сигнала с регулируемым коэффициентом усиления, собранный по классической схеме. Резистор R6 (27k) вместе с P1 (50k) позволяют провести регулировку усиления в диапазоне от 0.5 до 1.5, что позволит подобрать усиления сабвуфера в целом.

Резистор R9 (100k) улучшает стабильность работы усилителя U1A и обеспечивает его хорошую поляризацию в случае отсутствия входного сигнала.

Сигнал с выхода усилителя попадает на активный фильтр нижних частот второго порядка, построенный U1B. Это типичная архитектура Sallen-Key, которая позволяет получить фильтры с разной крутизной и амплитудной. На форму этой характеристики напрямую влияют конденсаторы C8 (22nF), C9 (22nF) и резисторы R10 (22k), R13 (22k) и потенциометр P2 (100k). Логарифмическая шкала потенциометра позволяет добиться линейного изменения граничной частоты во время вращения ручки. Широкий диапазон частот (до 260 Гц) достигается при крайнем левом положении потенциометра P2, поворачивая вправо вызываем сужения полосы частот до 50 Гц. На рисунке далее показана измеренная амплитудная характеристика всей схемы для двух крайних и среднего положения потенциометра P2. В каждом из случаев потенциометр P1 был установлен в среднем положении, обеспечивающим усиление 1 (0 дб).

Сигнал с выхода фильтра обрабатывается с помощью усилителя U2. Элементы C16 (10pF) и R17 (56k) обеспечивают стабильную работу м/с U2A. Резисторы R15-R16 (56k) определяют усиление U2B, а C15 (10pF) повышает его стабильность. На обоих выходах схемы используются фильтры, состоящие из элементов R18-R19 (100 Ом), C17-C18 (10uF/50V) и R20-R21 (100k), через которые сигналы поступают на выходной разъем GP3. Благодаря такой конструкции, на выходе мы получаем два сигнала сдвинутых по фазе на 180 градусов, что позволяет осуществлять прямое подключение двух усилителей и усилителя с мостовой схемой.

В фильтре используется простой блок питания с двухполярным напряжением, основанный на стабилитронах D1 (BZX55-C16V), D2 (BZX55-C16V) и двух транзисторах T1 (BD140) и T2 (BD139). Резисторы R2 (4,7k) и R8 (4,7k) представляют собой ограничители тока стабилитронов, и были подобраны таким образом, чтобы при минимальном напряжении питания ток составлял около 1 мА, а при максимальном был безопасен для D1 и D2.

Элементы R5 (510 Ом), C4 (47uF/25V), R7 (510 Ом), C6 (47uF/25V) представляют собой простые фильтры сглаживания напряжения на базах T1 и T2. Резисторы R1 (10 Ом), R11 (10 Ом) и конденсаторы C3 (100uF/25V), C7 (100uF/25V) представляют собой также фильтр напряжения питания. Разъем питания — GP2.

Подключение сабвуферного фильтра

Стоит отметить, что модуль фильтра для сабвуфера должен быть присоединен к выходу предварительного усилителя после регулятора громкости, что позволит улучшить регулировку громкости всей системы. Потенциометром усиления можно отрегулировать соотношение громкости сабвуфера к громкости всего сигнального тракта. К выходу модуля необходимо подключить любой усилитель мощности, работающий в классической конфигурации, например такой. При необходимости используйте только один из выходных сигналов, сдвинутых по фазе на 180 градусов относительно друг друга. Оба выходные сигнала можно использовать, если нужно построить усилитель в мостовой конфигурации.

Пассивный фильтр нижних частот

Этот учебник представляет собой Пассивный фильтр нижних частот , широко используемый термин в электронике. Вы будете слышать или использовать этот «технический» термин почти каждый раз во время учебы или в своей профессиональной карьере. Давайте разберемся, в чем особенность этого технического термина.

Что это, Схема, формулы, кривая?

Начнем с названия. Вы знаете, что такое пассивное ? Что такое низкий ? Что такое , проходит , а что , фильтр ? Если вы понимаете значения этих четырех слов « Passive Low Pass Filter », вы поймете 50% « Passive Low Pass Filter », остальные 50%, которые мы изучим далее.

« пассивный » — в словаре это означает разрешение или принятие того, что происходит или что делают другие, без активного ответа.

« Low Pass Filter » — это означает пропуск того, что составляет low , что также означает блокировку того, что high . Он действует так же, как традиционный фильтр для воды, который есть у нас дома / в офисе, который блокирует загрязнения и пропускает только чистую воду.

Фильтр нижних частот пропускает низкую частоту и блокирует верхнюю .Традиционная частота прохода фильтра нижних частот в диапазоне от 30 до 300 кГц (низкая частота) и блокировка выше этой частоты, если используется в аудио приложении.

С фильтром нижних частот связано много вещей. Как было описано ранее, он отфильтровывает нежелательные элементы (сигнал) синусоидального сигнала (AC) .

В качестве пассивного средства мы обычно не применяем внешний источник к отфильтрованному выходному сигналу, это может быть сделано с использованием пассивных компонентов, которым не требуется мощность, поэтому отфильтрованный сигнал не усиливается, амплитуда выходного сигнала не будет увеличиваться ни при каких условиях. Стоимость.

Фильтры нижних частот сделаны с использованием комбинации резистора и конденсатора (RC) для фильтрации до 100 кГц, но для остальных 100 кГц-300 кГц используются резистор, конденсатор и индуктор (RLC).

Вот схема на этом изображении:

Это RC-фильтр. Обычно входной сигнал подается на эту комбинацию последовательного резистора и неполяризованного конденсатора . Это фильтр первого порядка, поскольку в схеме есть только один реактивный компонент — конденсатор.Отфильтрованный выход будет доступен через конденсатор.

Что на самом деле происходит внутри схемы, довольно интересно.

На низких частотах реактивное сопротивление конденсатора будет очень большим, чем сопротивление резистора. Таким образом, потенциал напряжения сигнала на конденсаторе будет намного больше, чем падение напряжения на резисторе.

На более высоких частотах произойдет прямо противоположное. Сопротивление резистора увеличивается, и из-за влияния реактивного сопротивления конденсатора напряжение на конденсаторе становится меньше.

Вот как выглядит кривая на выходе конденсатора: —

Частотная характеристика и частота среза

Давайте разберемся с этой кривой дальше

f _c — частота среза фильтра. Сигнальная линия от 0dB / 118Hz до 100 KHz почти плоская.

Формула расчета прироста:

Прирост = 20log (Vout / Vin)
 

Если мы введем эти значения, мы увидим результат усиления до тех пор, пока частота среза не станет почти 1.1 единица усиления или 1x усиление называется единичным усилением .

После сигнала отсечки ответ схемы постепенно уменьшается до 0 (ноль), и это уменьшение происходит со скоростью -20 дБ / декада . Если мы посчитаем уменьшение на октаву, оно составит -6 дБ. В технической терминологии он называется « спад ».

На низких частотах высокое реактивное сопротивление конденсатора останавливает прохождение тока через конденсатор.

Если мы применяем высокие частоты выше предела отсечки, реактивное сопротивление конденсатора уменьшается пропорционально увеличению частоты сигнала, в результате чего реактивное сопротивление уменьшается, выход будет равен 0 в результате короткого замыкания конденсатора.

Это фильтр нижних частот. Выбрав соответствующий резистор и соответствующий конденсатор, мы можем остановить частоту, ограничить сигнал, не влияя на сигнал, так как нет активной реакции.

На изображении выше есть слово Bandwidth . Это означает, к чему будет применено единичное усиление, и сигнал будет заблокирован. Таким образом, если это фильтр нижних частот 150 кГц, то ширина полосы будет 150 кГц. После этой полосы пропускания сигнал будет ослабевать и перестанет проходить через схему.

Также есть -3 дБ, это важно, на частоте среза мы получим усиление -3 дБ, где сигнал ослаблен до 70,7%, а емкостное реактивное сопротивление и сопротивление равны R = Xc.

Какова формула частоты среза?

  f  c   = 1 / 2πRC 

Итак, R — сопротивление, а C — емкость. Если мы поставим значение, мы будем знать частоту среза.

Расчет выходного напряжения

Давайте посмотрим на первое изображение схемы, в которой 1 резистор и один конденсатор используются для формирования фильтра нижних частот или RC-цепи.

Когда на цепь подается сигнал постоянного тока, это сопротивление цепи, которое создает падение при протекании тока, но в случае сигнала переменного тока это импеданс, который также измеряется в Ом.

В RC-цепи две резистивные штуки . Один из них — сопротивление, а другой — емкостное сопротивление конденсатора. Итак, нам нужно сначала измерить емкостное реактивное сопротивление конденсатора, так как это понадобится для расчета импеданса схемы.

Первое сопротивление — емкостное реактивное сопротивление , формула: —

Xc = 1 / 2π  f    c   

Выход формулы будет в Омах, поскольку Ом — это единица емкостного реактивного сопротивления, поскольку это противоположность означает сопротивление.

Вторая оппозиция — это сам резистор . Значение резистора также является сопротивлением.

Итак, объединив эти два противостояния, мы получим общее сопротивление , которое является импедансом в цепи RC (вход сигнала переменного тока).

Импеданс обозначается Z.

RC-фильтр действует как схема « частотный делитель потенциала с зависимой переменной ».

Выходное напряжение этого делителя =

Vout = Vin * (R2 / R1 + R2)
R1 + R2 = R  T  

R1 + R2 — это полное сопротивление цепи, то же самое, что и полное сопротивление.

Итак, сложив это общее уравнение, мы получим

Решив приведенную выше формулу, мы получим окончательную: —

Vout = Vin * (Xc / Z) 

Пример с расчетом

Поскольку мы уже знаем, что на самом деле происходит внутри схемы и как узнать значение. Выберем практические значения .

Давайте рассмотрим наиболее распространенные значения резистора и конденсатора: 4,7 кОм и 47 нФ. Мы выбрали это значение, поскольку оно широко доступно и его легче вычислить.Давайте посмотрим, какой будет частота среза и выходное напряжение .

Частота среза будет: —

Решая это уравнение, частота отсечки составляет 720 Гц.

Давай, правда или нет…

Это схема. В соответствии с частотной характеристикой, описанной ранее, на частоте среза дБ будет -3 дБ, независимо от частот. Мы будем искать -3 дБ в выходном сигнале и смотреть, составляет ли он 720 Гц или нет.Вот АЧХ: —

Как вы можете видеть частотную характеристику (также называемую графиком Боде ), мы устанавливаем курсор на -3 дБ (красная стрелка) и получаем 720 Гц (зеленая стрелка) угол или частоту полосы пропускания .

Если мы подадим сигнал 500 Гц, то емкостное сопротивление будет

Тогда Vout при подаче напряжения 5V Vin при 500 Гц: —

Фазовый сдвиг

Поскольку с фильтром нижних частот связан один конденсатор, и это сигнал переменного тока, фазовый угол на выходе обозначается как φ (Phi), что не совпадает по фазе -45 при -3 дБ или частоте среза.

Почему?

Когда входное напряжение изменяет время заряда конденсатора и из-за этого выходное напряжение отстает от входного сигнала или имеет синусоидальную форму.

Соотношение следующее: —
Увеличение входной частоты = увеличение запаса по фазе . Все эти двое пропорциональны друг другу.

Формула фазового сдвига

Фазовый сдвиг φ = -arctan (2πfRC) 

Рассмотрим фазовый сдвиг схемы

Это кривая фазового сдвига.Устанавливаем курсор на -45 (красная стрелка) и получаем результат частоты среза 720 Гц (зеленая стрелка).

Постоянная времени

Как мы уже узнали ранее о фазовом сдвиге и частотной характеристике, конденсатор получает эффект заряда и разряда от частот входного сигнала. Этот эффект зарядки и разрядки равен . Постоянная времени обозначается как τ (тау). Это также связано с частотой среза.

Как?

 τ = RC = 1 / 2π  f    c   

Иногда нам нужно знать частоту среза, когда у нас есть значение постоянной времени, в таком случае, изменяя формулу, мы можем легко получить, что: —

  f  c   = 1 / 2πRC
Где RC = τ
  f  c   = 1 / 2πτ 

Благодаря этому Постоянная времени RC-фильтр создает зубчатую волну, треугольную волну, если мы изменим входной сигнал с синусоидальной на прямоугольную.Это называется схемой интегратора .

Фильтр нижних частот второго порядка: формулы, расчеты и частотные кривые

Когда два каскада RC-каскада нижних частот первого порядка соединены каскадом, это называется фильтром второго порядка, так как имеется две RC-цепи каскада.

Вот схема: —

Это фильтр нижних частот второго порядка. R1 C1 — это первый порядок, а R2 C2 — второй порядок. Каскадно они образуют фильтр нижних частот второго порядка.

Фильтр второго порядка играет роль крутизны 2 x -20 дБ / декада или -40 дБ (-12 дБ / октава).

Вот кривая отклика: —

Курсор, показывающий точку отсечки -3 дБ в зеленом сигнале, который находится в первом порядке (R1 C1), наклон в этом случае был замечен ранее -20 дБ / декада, а красный — на конечном выходе, который имеет наклон -40 дБ / Decade.

Формулы: —

Усиление при f _c : —

Это позволит вычислить усиление цепи нижних частот второго порядка.

Частота среза: —

На практике крутизна спада увеличивается в соответствии с каскадом добавления фильтра, точка -3 дБ и частота полосы пропускания изменяются от своего фактического расчетного значения, указанного выше, на определенную величину.

Эта определенная сумма рассчитывается по следующей формуле: —

Не так хорошо каскадировать два пассивных фильтра, поскольку динамический импеданс каждого порядка фильтров влияет на другую сеть в той же схеме.

Приложения

Фильтр нижних частот — широко используемая схема в электронике.

Вот несколько приложений: —

1. Аудиоприемник и эквалайзер
2. Фильтр камеры
3. Осциллограф
4. Система управления музыкой и частотная модуляция низких частот
5. Генератор функций
6. Блок питания

.

Фильтр низких частот — Сабвуфер

Примечание: текст AUTO переведен с греческой версии

.

Акустический спектр расширен очень низкими частотами 20Iz и достигает 20000Iz в высоком частоты. На низких частотах ухудшается ощущение направление. По этой причине мы используем динамик для отнесение очень низких частот.Производство, которое вам мы Предлагаю различает эти частоты, чтобы к нему мы привели соответствующий усилитель. Акустические фильтры встречаются в различных точки в звуковых системах. Самое известное приложение они фильтры baxandal для регулирования тона низких и высоких частот и фильтрует кроссовер, где акустическая область разделена на подобласти, для того, чтобы к нему приводят соответствующие громкоговорители.Приложение мы предлагаем вам простой фильтр области, который ограничивает акустическая область (20-20000 Гц) в районе 20-100 Гц .

С производством, которое вам предлагаем сделать активный фильтр, чтобы вы громкоговоритель очень низких частот. С этим вы разместите один больший динамик между динамиками HIFI вас. Для того, чтобы у вас было для полной картины звука вам также потребуются соответствующие усилитель звука.На входе в схему вы соедините два выхода предусилитель или выход линии какого-либо предусилителя. Схема производство выделяет выход, чтобы управлять средствами цепи усилить сабвуфер. Если по какой-то причине у вас нет места для вы помещаете третий динамик в зону слышимости, затем вы можете выбрать меньший динамик. Результат будет зависеть от типа музыки, которую ты слышишь.Если на самом деле у вас есть место, то после того, как вы сделаете фильтр и остаются благодарными, вы можете его порекомендовать в друзьях или все же сделать другой такой же для ваших друзей.

Теоретическая цепь

По форме это появляется теоретическая схема фильтра.На первый взгляд мы видим три разных схемы, которые в основном производятся на двух операционные усилители. Эти схемы представляют собой смешанный усилитель с переменная помощь и переменный фильтр. Конец производства нуждается в схема общественного питания с эксплуатационной направленностью питания равной ± 12. операционные усилители, составляющие активные элементы для этих схем двойного операционного типа, как TL082 и NE5532 .По своим эксплуатационным характеристикам эти усилители принадлежат семье снабжен транзистором действия полевого IFET в своих записях. Каждый член семьи выделяет в свою схему биполярный транзистор и эффект поля. Эти схемы могут работать в его высокая тенденция, потому что они используют транзисторы высокой тенденции. Также у них высокая честь ритма подъема (скорость нарастания), низкая ток поляризации для входов и мало зависит от температура.В рабочем состоянии эти усилители имеют большую площадь Полоса пропускания с единичным усилением 3 МГц . Другой важный элемент для их выбор — большой отказ от шума, когда он существует в ряду питание.

Цена отказа больше 80 дБ, потребление небольшое, от 11 до 3 мА. Внутри они продаются в двух словах с восемью контактами и двумя операционные усилители, В этой же линейке в двух словах 14 пин они включают четыре операционных, В торговле они продаются с кодом TL074, TL084 и TL064, В двух словах с восемью контактами они продаются операционные усилители TL061 TL071 kajTL081.При производстве мы использовал TL082 , который имеет два рабочих. Первая эксплуатация с TL082 работает как усилитель и микшируется для двух каналов, в его при отрицательном входе существует одна маленькая смесь с двумя сопротивлениями. потенциометр на этой ступеньке определяет вспомогательную схему. В точке этот левый крайний и правый канал предусилителя добавлены средствами двух сопротивлений. В непрерывности операционное усилие сигнал с помощью, зависящий от цены, имеющей потенциометр.

Место бегуна пропорционально с помощью схемы. Второй оперативный усилитель является фильтром производства. Фильтр акустический частота второго класса, и он сделан из материалов, которые вокруг операционного усилителя. Фильтр низкопроходный с переменная частота отсечки. Эта частота может быть изменена и беру цены с очень низкой частоты 30 Гц или все еще превышает 150 Гц .Частота отключения Фильтр зависит от цены на элементы схемы. Изменяя значения элементов, мы можем иметь частоту отсечения 150Iz, 130Iz, J00Iz, 7Ïz, 6Íz даже 3Íz, по этим ценам они могут быть достигается простым вращением двойного потенциометра. Схема фильтра было сделано около одной операции ‘, которую он завершил TL082 — двойной операционный усилитель.На выходе из фильтра мы Подключим штекер расхода, где подключен усилитель. в представлен выход из схемы, ограниченный по ширине частоты, сигнал, который мы применяем во входе схемы.

Производство

Запчасти

R1 = 39 кОм	R2 = 39 кОм
R3 = 47 кОм	R4 = 10 Ом
R5 = 22 КОм	R6 = 4,7 КОм
R7 = 22 КОм	R8 = 4,7 КОм
R9 = 10 Ом	R10 = 220 Ом
C1 = 39 пФ	C2 = 0.1 мкФ
C3 = 0,1 мкФ	C4 = 0,2 мкФ
C5 = 0,4 мкФ	C6 = 0.1 мкФ
C7 = 0,1 мкФ	IC1 = TL064

Чтобы вы сделали производство, которое вам понадобится, напечатанное, которое появляется в форме.В при этом вы разместите материалы в следующей форме. материалы достаточно и легко могут стать определенными ошибками. С немногими внимание, однако вы можете его избежать. Если они представлены разница неисправности, внимательно проверяете схему. Схема, как мы сказал, это фильтр, и если они используются материально хорошая точность и качество, особенно для конденсаторов. Конденсаторы фильтры будут иметь допуск 5%.Конечно, производство также будет работать с материалом более низкого качества, проба изготовления может становится с акустическим сигналом генератора. Применяем генератор в запись о производстве, и мы измеряем вольтметром тенденцию выход фильтра. Если мы изменим потенциометр и изменим тенденция, значит все хорошо.

.

NE5532 Фильтр нижних частот плата управления громкостью сабвуфера | плата предусилителя | фильтр нижних частот сабвуфер фильтр сабвуфер

1. высококачественные электролитические конденсаторы 2 Выпрямительный фильтр 2200 мкФ / 25 В для работы фильтра нижних частот и усилителя с использованием двойного операционного усилителя NE5532, в зависимости от при покупке большой партии иногда S, иногда Техас NE5532, после фактического теста, независимо от того, какой из них используется NE5532, нет большой разницы в производительности бренда, помните, что осужденный стрелять. Сварной держатель микросхемы операционного усилителя 8P для простой замены операционного усилителя для повышения удобства воспроизведения, конденсаторы CBB — это оригинальные конденсаторы Philip, потенциометры Тайвань производит высококачественные герметичные потенциометры.

2. точки интерфейса ввода / вывода A и B плата платы, удобная для пользователя DIY, пожалуйста, укажите при покупке пластины A или B, если не объяснено, по умолчанию выпущена плата A.

3. Светодиодные индикаторы отслеживают состояние питания в реальном времени.

4. разумная линия печатных плат в сочетании с превосходным выбором материалов, базовый фоновый шум нет.

5. Входное напряжение: двойное напряжение переменного тока, от 12 до 15 В.

6. Может быть одноканальный / двухканальный вход, моно выход.

7. Плата сверхтвердого стеклопластика FR-4, размер: 78×42 мм, толщина: 1,6 мм.

8. диапазон регулировки частоты 22 Гц-210 Гц, этот частотный диапазон не является человеческим голосом, так называемый низкочастотный только низкочастотный выход, который должен быть добавлен после использования платы усилителя мощности каскадного усилителя. Интенсивность низкочастотного исполнения с платой усилителя мощности и динамиками совпадает, пожалуйста, выберите другую плату усилителя и сабвуфер (пассивный сабвуфер) в зависимости от ситуации.

.

Активный фильтр нижних частот

Ранее мы описывали пассивный фильтр нижних частот, в этом руководстве мы рассмотрим, что такое активный фильтр нижних частот .

Что это, Схема, формулы, кривая?

Как мы знаем из предыдущего урока, пассивный фильтр нижних частот работает с пассивными компонентами. Только два пассивных компонента — резистор и конденсатор — являются ключом или сердцем схемы пассивного фильтра нижних частот. В предыдущих уроках мы узнали, что пассивный фильтр нижних частот работает без какого-либо внешнего прерывания или активного отклика.Но у него есть определенные ограничения .

Ограничения пассивного фильтра нижних частот следующие: —

1. Импеданс цепи создает потерю амплитуды. Так что Vout всегда меньше Vin.
2. Усиление не может быть выполнено только с пассивным фильтром нижних частот.
3. Характеристики фильтра во многом зависят от импеданса нагрузки.
4. Коэффициент усиления всегда равен или меньше единичного усиления.
5. Чем больше каскадов фильтра или порядка фильтра, тем меньше потери амплитуды.

Из-за этого ограничения, если необходимо усиление, лучший способ добавить активный компонент, который усилит отфильтрованный выходной сигнал. Это усиление осуществляется операционным усилителем или операционным усилителем. Поскольку для этого требуется источник напряжения, это активный компонент. Отсюда и название Активный фильтр нижних частот .

Типичный усилитель получает питание от внешнего источника питания и усиливает сигнал, но он очень гибок, поскольку мы можем более гибко изменять полосу частот.Кроме того, выбор типа активных компонентов остается за пользователем или разработчиком в зависимости от требований. Это могут быть полевые транзисторы, полевые транзисторы, транзисторы, операционные усилители, которые обладают большой гибкостью. Выбор компонента также зависит от стоимости и эффективности, если он предназначен для продукта массового производства.

Ради простоты, эффективности по времени, а также из-за растущих технологий в конструкции операционных усилителей, как правило, в конструкции активных фильтров используется операционный усилитель.

Давайте посмотрим , почему мы должны выбрать и операционный усилитель для разработки активного фильтра нижних частот : —

1. Высокое входное сопротивление.
   Из-за высокого входного импеданса входной сигнал нельзя было разрушить или изменить. В общем или в большинстве случаев входной сигнал с очень низкой амплитудой может быть разрушен, если он используется в качестве схемы с низким импедансом. Op-Amp получил в таких случаях плюс.
2. Очень низкое количество компонентов. Требуется всего несколько резисторов.
3. Доступны различные типы операционных усилителей в зависимости от коэффициента усиления и напряжения.
4. Низкий уровень шума.
5. Проще проектировать и внедрять.

Но поскольку мы знаем, что ничто не является полностью идеальным, эта конструкция активного фильтра также имеет определенные ограничения.
Выходное усиление и полоса пропускания, а также частотная характеристика зависят от технических характеристик операционного усилителя.

Давайте исследуем дальше и поймем, что в нем особенного.

Активный фильтр нижних частот с усилением:

Прежде чем разобраться в конструкции активного фильтра нижних частот с операционным усилителем, нам нужно немного узнать об усилителях.Amplify — это увеличительное стекло, оно создает копию того, что мы видим, но в большей форме, чтобы лучше распознавать это.

В первом руководстве по пассивному фильтру нижних частот мы узнали, что такое фильтр нижних частот. Фильтр нижних частот отфильтровывает низкую частоту и блокирует более высокий синусоидальный сигнал переменного тока. Этот активный фильтр нижних частот работает так же, как пассивный фильтр нижних частот, с той лишь разницей, что здесь добавлен один дополнительный компонент, это усилитель как операционный усилитель .

Вот простая конструкция фильтра нижних частот: —

Это изображение активного фильтра нижних частот.Здесь линия нарушения показывает нам традиционный пассивный RC-фильтр нижних частот, который мы видели в предыдущем уроке.

Частота среза и усиление напряжения:

Формула частоты среза такая же, как и для пассивного фильтра нижних частот.

  fc  = 1 / 2πRC 

Как описано в предыдущем руководстве, fc — это частота среза, R — значение резистора, а C — значение конденсатора.

Два резистора, подключенные к положительному узлу операционного усилителя, являются резисторами обратной связи.Когда эти резисторы подключены к положительному узлу операционного усилителя, это называется неинвертирующей конфигурацией. Эти резисторы отвечают за усиление или усиление.

Мы можем легко рассчитать усиление усилителя , используя следующие уравнения, где мы можем выбрать эквивалентное значение резистора в соответствии с усилением или наоборот: —

Коэффициент усиления усилителя (амплитуда постоянного тока) (Af) = (1 + R2 / R3) 

Кривая частотной характеристики:

Давайте посмотрим, какой будет выходной сигнал активного фильтра нижних частот или график Боде / АЧХ : —

Это конечный выход активного фильтра нижних частот в неинвертирующей конфигурации операционного усилителя .Мы увидим подробное объяснение на следующем изображении.

Как мы видим, это идентично пассивному фильтру нижних частот. От начальной частоты до Fc или точки отсечки частоты или граничной частоты начинается с -3 дБ точки. На этом изображении усиление составляет 20 дБ, поэтому частота среза составляет 20 дБ — 3 дБ = 17 дБ , где расположена точка fc. Наклон составляет -20 дБ за декаду.

Независимо от фильтра, от начальной точки до точки частоты среза она называется полосой пропускания фильтра, а после нее — полосой пропускания, из которой разрешена частота прохождения.

Мы можем рассчитать коэффициент усиления по величине , преобразовав коэффициент усиления по напряжению операционного усилителя.

Расчет выглядит следующим образом

db = 20log (Af) 

Это Af может быть усилением постоянного тока, которое мы описали ранее, вычислив номинал резистора или разделив Vout на Vin.

Цепь фильтра неинвертирующего и инвертирующего усилителя:

Эта активная схема фильтра нижних частот, показанная в начале, также имеет одно ограничение. Его стабильность может быть нарушена при изменении импеданса источника сигнала. Например, уменьшение или увеличение.

Стандартная методика проектирования может улучшить стабильность, отключив конденсатор от входа и подключив его параллельно со вторым резистором обратной связи операционного усилителя.

Вот схема Неинвертирующий активный фильтр нижних частот —

На этом рисунке, если мы сравним это со схемой, описанной в начале, мы увидим, что положение конденсатора изменено для обеспечения стабильности , связанной с импедансом.В этой конфигурации внешний импеданс не влияет на реактивное сопротивление конденсаторов, , таким образом, стабильность улучшилась .

В той же конфигурации, если мы хотим инвертировать выходной сигнал, тогда мы можем выбрать конфигурацию инвертирующего сигнала операционного усилителя и можем соединить фильтр с этим инвертированным операционным усилителем.

Вот схемная реализация инвертированного активного фильтра нижних частот : —

Это активный фильтр нижних частот в инвертированной конфигурации. Операционный усилитель подключен обратно . В предыдущем разделе вход был подключен к положительному входному выводу операционного усилителя, а отрицательный вывод операционного усилителя используется для создания схемы обратной связи. Здесь схемотехника перевернутая. Положительный вход соединен с опорным заземлением, а конденсатор и резистор обратной связи подключены к отрицательному входному контакту операционного усилителя. Это называется конфигурацией инвертированного операционного усилителя , и выходной сигнал будет инвертирован, чем входной сигнал .

Активный фильтр нижних частот с единичным усилением или повторителем напряжения:

До сих пор описанная здесь схема использовалась для усиления напряжения и пост-усиления.

Мы можем сделать это, используя усилитель с единичным усилением, это означает, что выходная амплитуда или усиление будут такими же, как и входные: 1x . Vin = Vout.

Не говоря уже о том, что это также конфигурация операционного усилителя, которая часто описывается как конфигурация повторителя напряжения, в которой операционный усилитель создает точную копию входного сигнала.

Давайте посмотрим на схему и то, как настроить операционный усилитель как повторитель напряжения и сделать активный фильтр нижних частот с единичным усилением : —

На этом изображении резисторы обратной связи операционного усилителя удалены.Вместо резистора отрицательный входной вывод операционного усилителя соединен напрямую с выходным операционным усилителем. Эта конфигурация операционного усилителя называется конфигурацией повторителя напряжения . Прирост составляет 1x. Это активный фильтр нижних частот с единичным усилением. Он будет производить точную копию входного сигнала.

Практический пример с расчетом

Мы разработаем схему активного фильтра нижних частот в конфигурации неинвертирующего операционного усилителя.

Технические характеристики: —

1. Входное сопротивление 10 кОм
2. Прирост будет 10x
3. Частота среза будет 320 Гц

Давайте сначала вычислим значение, прежде чем делать схему: —

Коэффициент усиления усилителя (амплитуда постоянного тока) (Af) = (1 + R3 / R2)
(Аф) = (1 + R3 / R2)
Af =  10  

R2 = 1k (Нам нужно выбрать одно значение; мы выбрали R2 как 1k для упрощения расчета).

Складывая значения, получаем

(10) = (1 + R3 / 1) 

Мы рассчитали, что номинал третьего резистора равен .

Теперь нам нужно рассчитать номинал резистора по частоте среза. Поскольку активный фильтр нижних частот и пассивный фильтр нижних частот работают одинаково, формула отсечки частоты такая же, как и раньше.

Проверим номинал конденсатора, если частота среза 320 Гц, мы выбрали номинал резистора 4.7к .

  fc  = 1 / 2πRC 

Складывая все значения вместе, получаем: —

Решая это уравнение, мы получаем, что емкость конденсатора составляет 106 нФ примерно .

Следующий шаг — вычислить усиление . Формула усиления такая же, как у пассивного фильтра нижних частот. Формула усиления или величины в дБ выглядит следующим образом: —

20log (Af) 

Так как усиление операционного усилителя в 10 раз больше, величина в дБ составляет 20log (10). Это 20 дБ .

Теперь, когда мы уже рассчитали значения, пришло время построить схему. Сложим все вместе и построим схему: —

Мы построили схему на основе вычисленных ранее значений. Мы предоставим 10 Гц до 1500 Гц частоту и 10 точек на декаду на входе активного фильтра нижних частот и продолжим исследование, чтобы увидеть, составляет ли частота среза 320 Гц или нет на выходе усилителя.

Это АЧХ . Зеленая линия начинается от 10 Гц до 1500 Гц, поскольку входной сигнал подается только для этого диапазона частот.

Как мы знаем, частота среза всегда будет на -3 дБ от максимального значения усиления. Здесь усиление составляет 20 дБ. Итак, если мы найдем точку -3 дБ, мы получим точную частоту, на которой фильтр останавливает более высокие частоты.

Мы устанавливаем курсор на 17 дБ как (20 дБ-3 дБ = 17 дБ) угловую частоту и получаем 317.950 Гц или 318 Гц , что близко к 320 Гц .

Мы можем изменить емкость конденсатора на обычную, как 100 нФ , не говоря уже о том, что частота среза также будет зависеть от нескольких Гц.

Активный фильтр нижних частот второго порядка:

К одному операционному усилителю можно добавить больше фильтров, например, активный фильтр нижних частот второго порядка. В этом случае, как и пассивный фильтр, добавляется дополнительный RC-фильтр.

Давайте посмотрим, как устроена схема фильтра второго порядка .

Это фильтр второго порядка. На рисунке выше мы можем ясно видеть два сложенных вместе фильтра. Это фильтр второго порядка. Это широко используемый фильтр и промышленное применение в усилителях, схемах музыкальных систем до усиления мощности.

Как видите, здесь один операционный усилитель. Коэффициент усиления по напряжению такой же, как указано ранее, с использованием двух резисторов.

(Аф) = (1 + R3 / R2)
 

Частота среза

Следует запомнить одну интересную вещь , если мы хотим добавить еще операционный усилитель, который состоит из фильтров первого порядка, коэффициент усиления будет умножаться на каждый отдельный .Смущенный? Может быть, схема поможет нам.

Чем больше добавлен операционный усилитель, тем больше увеличивается коэффициент усиления . См. Рисунок выше. На этом изображении два операционных усилителя соединены каскадом с отдельными операционными усилителями. В этой схеме каскадный ОУ. Если первый имеет 10-кратное усиление, а второй — 5-кратное усиление, то общее усиление будет 5 x 10 = 50-кратное усиление.

Итак, величина каскадной схемы фильтра нижних частот ОУ в случае двух ОУ составляет: —

дБ = 20log (50) 

Решив это уравнение, мы получим 34 дБ.Таким образом, коэффициент усиления по формуле усиления фильтра нижних частот каскадного операционного усилителя равен

.

 TdB = 20log (Af1 * Af2 * Af3 * ...... Afn)
 

Где TdB = Общая звездная величина

Так устроен активный фильтр нижних частот. В следующем уроке мы увидим, как можно построить активный фильтр верхних частот. Но перед тем, как перейти к следующему руководству, давайте посмотрим, как можно использовать активный фильтр нижних частот: —

Приложения

Активный фильтр нижних частот можно использовать во многих местах, где нельзя использовать пассивный фильтр нижних частот из-за ограничений в отношении усиления или процедуры усиления.Кроме того, активный фильтр нижних частот можно использовать в следующих местах: —

Фильтр нижних частот — широко используемая схема в электронике.

Вот несколько применений активного фильтра нижних частот: —

1. Эквалайзер низких частот перед усилением
2. Фильтры, связанные с видео.
3. Осциллограф
4. Система управления музыкой и модуляция низких частот, а также перед НЧ-динамиком и динамиками с высокими басами для вывода басов.
5. Функциональный генератор для обеспечения переменной низкой частоты на разных уровнях напряжения.
6. Изменение формы частоты при другой волне от.

.