Ebből a cikkből megtudhatja, hogyan készítsen felüláteresztő szűrőt saját kezűleg. Mielőtt azonban ebbe belemennénk, meg kell értenünk valamit. Mik maguk a felül- és aluláteresztő szűrők.
Definíció
A szűrők feloszthatók felső (magas) és alsó (alacsony) frekvenciára. Miért mondják az emberek gyakran „magas” és nem „magas” frekvenciákat? Ez annak köszönhető, hogy a hangtechnikában a magas frekvenciák két kilohertzről indulnak. De a rádiótechnikában két kilohertz a hangfrekvencia, ezért „alacsonynak” nevezik.
Van olyan is, mint az átlagos frekvencia. Hangtechnikára utal. Tehát mi az a középáteresztő szűrő? Ez a fenti eszközök közül több kombinációja. Sáváteresztő szűrő is lehet.
A felüláteresztő szűrő egy elektronikus vagy más eszköz, amely átengedi a jel felső frekvenciáit, és amely a bemeneten elnyomja a jelfrekvenciát egy korábban beállított határértéknek megfelelően. Az elnyomás mértéke az adott szűrő típusától is függ.
Az alacsony frekvencia abban különbözik, hogy képes átadni a bejövő jelet,amely a beállított határérték alatt lesz, ugyanakkor elnyomja a magas frekvenciákat.
Alkalmazási kör
A felüláteresztő szűrő a nagyfrekvenciás jelek leválasztására használható. Gyakran használják hangjelek feldolgozására is, például külön szűrőkben, amelyeket keresztszűrőknek is neveznek. Képfeldolgozásra is használják, hogy frekvenciatartomány-konverziót lehessen végrehajtani.
Ebből áll egy egyszerű felüláteresztő szűrő:
- Ellenállás.
- Kondenzátor.
A kapacitás ellenállásának munkája (R x C) ennek a szűrőnek az időállandója (a folyamat időtartama), amely fordítottan arányos a hertzben mért vágási frekvenciával (az oszcillációs folyamatok mértékegysége).
A felüláteresztő szűrő kiszámítása
Hogy számolhatunk? Az összes lépés otthoni elvégzéséhez el kell készítenie az egyik legegyszerűbb automatikus számítási táblázatot a Microsoft Excelben, ehhez azonban tudnia kell a program képleteit.
Használhatja ezt a képletet:
Ahol f a vágási frekvencia; R az ellenállás ellenállása, Ohm; C a kondenzátor kapacitása, F (farads).
Típusok
A bemutatott készülékek öt típusban kaphatók, most egyenként fogjuk ezeket figyelembe venni.
- U alakú - úgy néznek ki, mint a P betű;
- T-alakú - hasonlít a T betűre;
- L alakú - hasonlít a G betűre;
- egyelemes (a kondenzátor szűrőként szolgál a magasfrekvenciák);
- multi-link - ezek ugyanazok az L alakú szűrők, csak ebben az esetben sorba vannak kötve.
U alakú
Mondhatjuk, hogy ezek a szűrők megegyeznek az L-alakúakkal, de az elején még egy résszel vannak összekötve. Minden, ami T-alakúra lesz írva, az U-alakúra is igaz lesz. Az egyetlen különbség az, hogy növelik az elülső rádióáramkör tolatási hatását.
Az U alakú szűrő kiszámításához a feszültségosztó képletet kell használnia, és egy további söntellenállást kell hozzáadnia az első elemhez.
Íme példák az L-alakú RC-szűrő átmenetére az U-alakú RC-szűrőre, szintén magas frekvenciák esetén:
A képen látható, hogy az eredeti áramkörhöz egy újabb 2R ellenállás került, párhuzamosan az elsővel.
Íme egy példa az RL-re való átalakításra:
Itt az ellenállás helyett egy induktor jelenik meg. Egy második (2L) is hozzáadásra kerül az elsővel párhuzamosan.
És a harmadik példa – konverziók LC-vé:
T-alakú
T-alakú szűrő ugyanaz az L-alakú szűrő, csak még egy elem hozzáadásával.
Kiszámításuk ugyanúgy történik, mint a feszültségosztó, amely két nemlineáris frekvenciamenetű részből áll. Ezután a kapott értékhez hozzá kell adni a harmadik elem reaktanciájának számát.
Használhat másik számítási módszert is,a gyakorlatban azonban kevésbé pontos. Lényege abban rejlik, hogy az L alakú szűrő első számított részének kapott értéke után a változó megduplázódik vagy csökken, és két elemre oszlik el.
Ha kondenzátorról van szó, akkor a tekercsek kapacitásának értéke megduplázódik, ha ellenállásról vagy fojtótestről van szó, akkor a tekercsek ellenállásának értéke ezzel szemben kétszeresére csökken.
A konverziós példák alább láthatók.
Átállás L-alakú RC-szűrőről T-alakúra:
A képen látható, hogy egy második kondenzátort (2C) kell hozzáadni az átmenethez.
Átmenet RL:
Ebben az esetben minden analógia alapján történik. A sikeres átmenethez hozzá kell adni egy második sorosan csatlakoztatott ellenállást.
Transition LC:
L alakú
Az L-alakú szűrő egy feszültségosztó, amely két, nem lineáris frekvenciamenettel (frekvenciamenettel) rendelkező komponensből áll. Ennél a szűrőnél megengedett az áramkör és az összes feszültségosztó képlet használata.
Így ábrázolható:
Ha az R1-et kondenzátorra cseréljük, egy felüláteresztő szűrőt kapunk. A módosított séma fotóját alább láthatja:
Számítási képletek:
|
U in=U out(R1+R2)/R2; U ki \u003d U inR2 / (R1 + R2); R összesen=R1+R2 R1=U beR2/U ki - R2; R2=U kiR összesen/U be |
Mostvessünk egy pillantást a számítás módjára.
Túláteresztő szűrő magassugárzókhoz
Egy ilyen szűrő szerkezete meglehetősen egyszerű. Csak két részből fog állni - egy kondenzátorból és egy ellenállásból.
A szűrő szerepe, amely kiszűri a középfrekvenciás és alacsony frekvenciájú összetevőket az audiojelből, közvetlenül magának a kondenzátornak a szerepét fogja betölteni. És elnézést a tautológiáért, az ellenállás ellenállásként fog működni, vagyis csökkenti a hangerőt.
Fontos: a hangszínszabályzó nem vágja le a magas frekvenciákat a fő eszközről – ez rossz hangzáshoz vezet. Jobb ellenállással csökkenteni a számukat.
Az optimális ellenállás 4,0 és 5,5 Ohm.
Kézműves fogyóeszközök
A magassugárzó felüláteresztő szűrőjének létrehozásához a következő anyagokra lesz szüksége:
- egy ellenállás 5,5 ohm;
- egy ellenállás 4,0 ohm;
- két kondenzátor MBM 1.0uF;
- szigetelőszalag vagy hőre zsugorodó cső.
Aktív felüláteresztő szűrő
Az aktív szűrők hatalmas előnnyel rendelkeznek passzív társaikkal szemben, különösen a 10 kHz alatti frekvenciákon. A helyzet az, hogy a passzívak megnövelt induktivitású tekercseket és kondenzátorokat tartalmaznak, amelyek nagy kapacitással rendelkeznek. Emiatt terjedelmesnek és drágának bizonyulnak, és ezért teljesítményük végül messze van az ideálistól.
Nagy induktivitás érhető el ennek köszönhetőena tekercs fordulatszámának növelése és a ferromágneses mag használata. Ez felszabadítja a tiszta induktivitás tulajdonságait, mivel a tekercs hosszú, nagy menetszámú vezetékének jelentős ellenállása van, és a ferromágneses magot a hőmérséklet befolyásolja, ami nagyban befolyásolja a mágneses tulajdonságait. Tekintettel arra, hogy nagy kapacitást kell használni, olyan kondenzátorokat kell használni, amelyek nem rendelkeznek a legjobb stabilitással. Ezek közé tartoznak az elektrolit kondenzátorok. Az aktívnak nevezett szűrők nagyrészt mentesek a fenti hátrányoktól.
A differenciáló és integráló áramkörök műveleti erősítők felhasználásával épülnek fel, ezek a legegyszerűbb aktív szűrők. Ha az áramköri elemeket világos utasítások szerint választják ki, figyelembe véve a differenciáló frekvenciájától való függést, akkor nagyfrekvenciás szűrőkké válnak, az integrátorok frekvenciáján pedig éppen ellenkezőleg, alacsony frekvenciájú szűrőkké válnak. Az alábbiakban látható egy fotó, amely megmagyarázza a fentieket:
Túláteresztő szűrő az erősítőn
Vegyük fontolóra egy erősítő felszerelését az autóban.
Mielőtt beállítja az erősítőt az autóban, vissza kell állítania a fő eszköz összes beállítását nullára. A keresztezési frekvenciát 50-70 Hz tartományba kell állítani. Az autóban lévő erősítő első csatornaszűrője magas frekvenciára van beállítva. A vágási frekvencia ebben az esetben a 70-90 Hz tartományban van beállítva.
Ha a kialakítás biztosítja az első hangsugárzók csatornánkénti erősítését, akkor külön hangosítást kell végeznimagassugárzó beállításai. Ehhez a szűrőt a megfelelő pozícióba kell állítani, és a vágási frekvenciát 2500 Hz tartományban kell kiválasztani.
Többek között be kell állítania az erősítő érzékenységét. Ehhez először nullára kell állítani, a lényeg az, hogy az eszközt a maximális hangerő módba helyezzük, majd elkezdjük növelni az érzékenységet. Abban a pillanatban, amikor hangtorzulás jelenik meg, abba kell hagynia a gomb forgatását, és magát az érzékenységet is csökkentenie kell.
Még mindig van egy egyszerű módszer a hangminőség ellenőrzésére: ha a bekapcsolás után kattanások hallatszanak a mélysugárzóban, és recsegés a hangszóróban, az azt jelenti, hogy interferenciát tapasztal a jel.
A mélyhangokat nem szabad mélynyomóhoz kötni. Ehhez fordítsa el 180 fokkal a mélysugárzó fázisvezérlőjét. Ha ez a szabályozó nincs jelen, akkor fel kell cserélni a pozitív és negatív csatlakozóvezetékeket.
A hangprocesszor beállítása. Ehhez be kell állítani az egyes csatornák késleltetését. A bal csatornán időkésleltetést kell beállítani, hogy a bal oldali hangszóróból érkező hang a jobb oldalival egy időben jusson el a vezetőhöz. Úgy kell éreznie, mintha a hang a kabin közepéből jönne.
A fentieken kívül a hangprocesszor képes eltávolítani a mélyhangkötést a kabin hátuljáról. Ennek érdekében ugyanazokat a késleltetéseket kell beállítani az első akusztika jobb és bal csatornájában. Ez megszünteti a mélyhangok lokalizációját a mélynyomó körül.
Most már nem csakhogyan lehet saját kezűleg kiszámítani és összeállítani egy frekvenciaszűrőt, de azt is, hogyan állítsuk be a működését a lehető legpontosabban.
