Фильтр для автомобильной двухполосной активной акустики.

09 января 2022

Просмотров: 962

Я решил вставить в машину музыку, были следующие ограничения: в кикпанели не больше 4″ головок, пищик отдельно, в багажник НЧ-звено не очень большого размера, так, что бы можно было откинуть одну половинку сидения. Соответственно выбрал активное деление на 120Гц НЧ-СЧ и пассивное 2+3 порядок СЧ-ВЧ. Усилители, БП, головки СЧ и ВЧ просто купил на Али, головки для саба сами приблудились, остальное сам сделал. Активный фильтр, разделён на две части: первая — СЧ/ВЧ-фильтр и сумматор сигнала для саба и вторая — сабсоник, НЧ-фильр, трансформатор Линквица.

Из-за маленькой площади и хилого хода СЧ частоту раздела НЧ-СЧ пришлось выбрать высоко аж 120Гц и это нехороший компромисс: яма на разделе уже есть и локализация саба тоже есть, а вниз никак не съехать — смещения не хватает.

Отдельное НЧ звено впереди тоже некуда спрятать. Вот так вот! Чтобы максимально разгрузить СЧ и уменьшить локализацию саба выбран высокий порядок фильтра — шестой. Схема СЧ/ВЧ:

 

Вход по постоянке закрыт конденсаторами, от чего-то страшного резисторами высокого сопротивления, дальше ОУ с регулировкой усиления всего узла (отсюда же берётся сигнал для сумматора каналов для НЧ канала, нет на этой схеме, но установлен на этой плате) собственно фильтр низких частот шестого порядка, инвертирующий усилитель с регулировкой — здесь уже только СЧ/ВЧ регулируется. Сигнал с выхода подаётся на УМ.

Сигнал с сумматора поступает на ФВЧ шестого порядка с частотой среза 120Гц, затем на ФНЧ четвёртого порядка с частотой среза 35Гц, на трансформатор Линквица и на выходной инвертирующий усилитель с регулировкой выходного напряжения, и, затем на вход УМ. Схема:

Сабик у меня маленький, на двух 6.5″ головках, поэтому сабсоник настроен довольно высоко, а так как габариты его я выбирал из расчёта «куда влезет» АЧХ получилась, с учётом маленькой машины, довольно кривой и я попробовал исправить с помощью трансформатора Линквица. Вот серия АЧХ НЧ звена с разных узлов:

Каждый фильтр смонтирован на отдельной плате, разводка получилась, неожиданно, по одной стороне и довольно чисто, специально я не старался развести по одной стороне, оно само так. Платы фрезеровал и сверлил на ЧПУ. ОУ поставил из наличия: NE5532 и LM358 — сдвоенные и LM318 — одиночный. Подстроечники склеены осями, что бы синхронно регулировать.

Источник питания для фильтра сделан на готовом СИП-модуле и даёт двухполярное питание, которое затем стабилизируется самыми обычными LM7812/7912. Получилось хорошо, в части фильтра вообще без замечаний, есть серьёзные недостатки по части качества головок, но тут уж ничего не сделать, какие есть — такие есть.

Ниже приложены файлы для каждой платы по отдельности, симуляции для Микрокапа и комплекты схема-плата-библиотека для Пи-КАДа.

Многополосные усилители

Многополосные усилители.

У любителей хорошего звука часто возникают вопросы о применении двух, трехполосных усилителей.

Идеальным вариантом можно считать один широкополосный динамик, но… Такие динамики если и существуют, то стоят очень дорого. И даже они не позволяют хорошо отыграть бас.

К тому же многие акустические системы имеют раздельные входы для нч и сч-вч динамиков для подключения по схеме биампинг (два усилителя). У Ю.Макарова в 70-х годах были подобные конструкции.

Рассмотрим два варианта:

1. использование фильтров акустики.
2. использование фильтров на входе усилителя.

Первый вариант более простой, для этого нужно два (три) стереоусилителя.

В случае ламповых усилителей упрощается требования к выходным трансформаторам, так как они работают в узкой полосе. Мощность сч-вч канала может быть меньше, так как на долю НЧ приходится максимум мощности.

И еще вопрос, что будет дешевле? Один широкополосный выходной трансформатор или два с узкой полосой.

Второй вариант сложнее, те же требования что и в первом, только нужно поставить фильтр на входе усилителя. В таком случае из колонок фильтр лучше убрать. Можно оставить только конденсатор на ВЧ динамик. Который скорее будет работать как защита.

Можно применить ламповый фильтр по схеме ЛАМПОВЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА на лампе 6Н1П.

Я предпочитаю двухполосное усиление с частотой раздела 60-100гц.

СЧ-ВЧ КАНАЛ.

Это позволяет применить для СЧ-ВЧ канала широкополосный динамик (например, 3гд-38, 3гд-32, 10гд-36, 4гд-35,4гд-28, 4а28, фостексы, визатон и т.п.) и использовать усилители на 1-2 ватта. При необходимости можно добавить ВЧ динамик через фильтр первого порядка с частотой раздела 7000-10000гц. Основной диапазон, особо чувствительный для наших ушей, будет воспроизводится одним динамиком.

Например:

УНИВЕРСАЛЬНАЯ ОДНОЛАМПОВАЯ СХЕМА ПРЕДУСИЛИТЕЛЯ, УСИЛИТЕЛЯ ДЛЯ ТЕЛЕФОНОВ И УМЗЧ на лампе 6ж52п.

ЕЩЕ РАЗ О 6Ф5П (ЛОФТИН-УАЙТ)

Требования к выходному трансформатору упрощаются. В крайнем случае, можно использовать даже ТВЗ 1-9. Диапазон частот у него по уровню -3дб – 40-32000 гц.

Худшее значение 50-24000гц. Но даже это неплохо для СЧ-ВЧ канала.

На входе достаточно поставить фильтр первого порядка на 100гц. (один конденсатор, еще лучше использовать разделительный конденсатор между каскадами, не потребуется ввода дополнительных деталей)

Для лучшего среза можно применить активный фильтр 3 порядка.

НЧ КАНАЛ.

Для НЧ канала необходим фильтр с регулируемой частотой среза.

ЛАМПОВЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА или НЧ-КАНАЛА на лампе 6Н1П.

Мощность канала должна быть достаточной для применяемого нч динамика.

Например:

ДВУХТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ДЛЯ НЧ КАНАЛА НА 6П45С.

УСИЛИТЕЛЬ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМ ВЫХОДНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ (Двухтактник на ГУ-50)

ОДНОТАКТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА ГУ-50. (С одной и двумя лампами)

ОДНОТАКТНИК НА 6С33С

ОДНОТАКТНИК НА ГУ-29.

ДВУХТАКНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА БАЗЕ ПРИБОЯ НА ЛАМПАХ 6Н1П И 6П36С

УСИЛИТЕЛЬ НА 6П45С

МОЙ ОПЫТ ПЕРЕДЕЛКИ ПРИБОЯ

Требования к вых трансу тоже упрощаются. Нет необходимости секционирования.

Можно применить в качестве выходного сетевой транс ТС-180 или ТС -270.

При использовании одного канала для НЧ (сабвуфер) нужно добавить сумматор.

Сумматор на лампе 6н1п.

Третий- ВЧ канал

Для желающих сделать трехполосную систему.

Чтобы не сжечь ВЧ динамик, надо поставить последовательно ему конденсатор, который будет не столько фильтром, сколько защитой с частотой среза ниже, чем срез в усилителе.

В ВЧ канале можно применить выходной трансформатор, намотанный на ферритовом сердечнике от ТВС (от старых ламповых телевизоров) или тот же ТВЗ1-9. Дело вкуса.

 Для экстрималов можно даже сделать трансформатор без сердечника.

Пишите sergeev158()mail.ru

 

На главную.

Форум.

 

операционный усилитель — двухкаскадный активный фильтр и схема усилителя

\$\начало группы\$

Я пытаюсь понять эту схему, чтобы построить схему полосового фильтра и усилителя для пульсового оксиметра. Диапазон частот составляет 0,5~3,5 Гц.
Насколько я понимаю, ниже

1. C1 и R1 — это фильтр верхних частот
2. R2 и C2 — фильтр нижних частот
3. R2 и R3 используются для регулировки усиления U1A
4. C3 и R5 также является фильтром высоких частот
5. R8 и C4 также является фильтром нижних частот
6. R8 и R6 используются для регулировки усиления U2B
7. Коэффициент усиления для каждого шага схемы составляет $$1+\фракция{R_2}{R_3}$$ и $$1+\frac{R_5}{R_8}$$

Вопросы

1. Для чего подается напряжение на инвертирующий порт ОУ через резисторы R4, D1 и D2. Мне сказали, что два диода используются для повышения потенциала, чтобы обеспечить полное прохождение артериального пульса. У меня проблемы с пониманием этого.
2. Какое назначение потенциометра R7 в этой схеме?
3. Почему для обеих ступеней предусмотрены фильтры верхних и нижних частот? Полосовые фильтры, которые я ищу в Интернете, используют только один фильтр для каждого шага. Должен ли он действовать как двухэтапный процесс сужения?
4. Как соотносятся коэффициенты усиления двух операционных усилителей? Должны ли они быть одинаковыми?

• операционный усилитель
• фильтр

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Каждая секция представляет собой неинвертирующий усилитель с фильтрацией нижних частот. Частота среза устанавливается резисторами R2-C2 и R8-C4 соответственно:

$$ f_c=\frac{1}{2\pi R C} $$

Но также каждая секция имеет фильтр верхних частот на своих входах, поэтому в сочетании с фильтром нижних частот они образуют неинвертирующий усилитель с полосовой фильтрацией.

Теперь ответы:

Для чего подается напряжение на инвертирующий порт ОУ через R4, D1 и D2. Мне сказали, что два диода используются для повышения потенциала, чтобы обеспечить полное прохождение артериального пульса. У меня проблемы с пониманием этого.

Сеть вносит смещение, поэтому опорная точка усилителей должна быть 1,2 В вместо 0 В. Основная цель состоит в том, чтобы предотвратить отсечение сигнала. Поскольку операционные усилители не имеют отрицательного питания, усиленный сигнал может попасть на GND, что означает отсечение. При добавлении смещения примерно на 1,2 В риск ограничения может быть устранен (в зависимости от амплитуды входного сигнала).

Какое назначение потенциометра R7 в этой схеме?

Регулировка усиления без изменения полосы пропускания. Обычно усиление можно регулировать с помощью R2 или R8, но, поскольку они взаимодействуют с параллельными конденсаторами, полоса пропускания будет меняться. Таким образом, R7 в основном образует делитель напряжения и уменьшает выходную мощность первого каскада. Напряжение, подаваемое на второй каскад, может быть ниже, чтобы можно было регулировать выходной сигнал. Максимальная мощность будет достигнута, когда движок R7 находится в верхнем положении.

Почему для обоих шагов предусмотрены фильтры верхних и нижних частот? Полосовые фильтры, которые я ищу в Интернете, используют только один фильтр для каждого шага. Должен ли он действовать как двухэтапный процесс сужения?

Я не знаю угловых частот, так как значения некоторых компонентов не указаны. Но основная цель создания двухступенчатой ​​фильтрации — просто иметь более «жесткую» фильтрацию. Вы знаете, что фильтры не ведут себя как кирпичная стена. Часть частот за пределами полосы пропускания все же появится на выходе, но с меньшей амплитудой (об этом вам расскажет диаграмма Боде). При двухступенчатой ​​фильтрации с одинаковыми угловыми частотами амплитуды этих нежелательных частот будут ниже. Следовательно, чем выше количество ступеней, тем ближе фильтрация к кирпичной стене.

Как соотносятся коэффициенты усиления двух операционных усилителей? Должны ли они быть одинаковыми?

Им не нужно. Зависит от дизайна и требований. Первый каскад может иметь относительно более высокий коэффициент усиления, так как выходной сигнал можно уменьшить с помощью резистора R7.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

активных полосовых фильтров

активных полосовых фильтров Активные полосовые фильтры (иногда называемые полосовыми) — это просто фильтры, построенные с использованием операционных усилителей в качестве активных устройств, сконфигурированных для имитации катушек индуктивности или так называемых «гираторов». Активные полосовые фильтры используются в основном на звуковых частотах, где в противном случае размер катушки индуктивности стал бы непомерно высоким. Существует множество различных типов активных фильтров, включая фильтры верхних частот, фильтры нижних частот, режекторные фильтры, а также множество вариантов отклика, в том числе полосовой фильтр с множественной обратной связью (MFBP), полосовой фильтр с двойным усилителем (DABP) и двухъядерные всеполюсные схемы с переменным состоянием. Интересно, что все известные характеристики фильтров, такие как фильтры Баттерворта и Чебышева, могут быть синтезированы.

ПОСЛЕДНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ:

ВЫ ЗДЕСЬ: ГЛАВНАЯ  > ФИЛЬТРЫ  > АКТИВНЫЕ ПОЛОСНЫЕ ФИЛЬТРЫ

Что такое активные полосовые фильтры?

Активные полосовые фильтры — это просто фильтры, созданные с использованием операционных усилителей в качестве активных устройств, сконфигурированных для имитации катушек индуктивности или так называемых «гираторов». Активные полосовые фильтры используются в основном на звуковых частотах, где в противном случае размер катушки индуктивности стал бы непомерно высоким. Существует множество различных типов активных фильтров, включая фильтры верхних частот, фильтры нижних частот, режекторные фильтры, а также множество вариантов отклика, в том числе полосовой фильтр с множественной обратной связью (MFBP), полосовой фильтр с двойным усилителем (DABP) и двухъядерные всеполюсные схемы с переменным состоянием. Интересно, что все известные характеристики фильтров, такие как фильтры Баттерворта и Чебышева, могут быть синтезированы.

Схема активного полосового фильтра

Здесь мы будем рассматривать только проверенный временем тип с множественной обратной связью (MFBP), в котором используются конденсаторы равной емкости, что приводит к упрощению расчетов. Давайте посмотрим на базовую схему на рисунке 1 ниже.

Рисунок 1 – Активный полосовой фильтр

Теперь расчеты довольно просты. Сначала вам нужно определить несколько вещей: Ho коэффициент усиления на каскад, Q пропускную способность и Wo, который равен 2 * pi * Fc.

Наконец, выберите подходящее значение C, которое, если оно будет достаточно большим, приведет к меньшим значениям сопротивления и, следовательно, поможет уменьшить шум.

Ценные отзывы (без каламбура) от читателей, использующих функцию оценки этой страницы (см. ниже и на каждой второй странице), указывают на то, что необходимо уточнить следующее:

(a) Конденсатор емкостью 100 мкФ выше является частью резервуара источника питания и не имеет ничего общего с самим фильтром. Два резистора номиналом 10 кОм являются частью смещения питания операционных усилителей, потому что мы не используем положительные и отрицательные источники питания.

(b) Значения конденсатора и резистора — это просто значение C, которое вы выбрали для использования, а значения резистора получаются в результате следующих вычислений. Это так просто.

Расчет активного полосового фильтра

Мы обратимся к типичному примеру конструкции и скажем, что нам нужен аудиофильтр для CW-приемника. Fc будет 750 Гц, коэффициент усиления на каскад мы зафиксируем на уровне 3, а полосу пропускания сделаем 150 Гц, что приведет к Q = 750 / 150 = 5. Для удобства C будет равняться 0,027 мкФ, так как полиэфирный конденсатор у нас есть под рукой.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если приведенные ниже расчеты кажутся вам забавными в Netscape, просто нажмите кнопку перезагрузки — просто еще одна «причуда» Netscape, с которой нам, бедным веб-дизайнерам, приходится жить.

Сначала рассчитайте R1:

R1 = Q / [Хо * Wo * C]

= 5 / [3 * 4712,4 * 0,027 х 10 ^{— 6} ]

= 5/0,0003817 = 13099 или 13К

Следующий расчет R2:

R2 = Q / [ ( 2 * Q ² — Ho ) * C * Wo ]

= 5 / [ ( 2 * 5 ² — 3 ) * 0,027 X 10 ^{— 6} * 4712,4 ]

= 5 / [(50 — 3) * 0,000127234] = 5 / 0,00598 = 836 или 820R

Окончательно вычислить R3:

R3 = 2 * Q / [C * Wo]

R3 = 10 / [0,027 X 10 ^{— 6} * 4712,4 ]

R3 = 10 / [0,000127234] = 78 595 или 75 КБ

Компоненты активного полосового фильтра

Резисторы в этом приложении могут быть типичными 5% резисторами, но в Австралии 1% металлопленочные резисторы серии E24 в любом случае не стоят намного дороже. Конденсатор будет 5% типа «Greencap». Обратите внимание, что для резисторов я выбрал ближайшее стандартное значение E24.

В качестве ИС может использоваться операционный усилитель 741. Для значительного повышения производительности выберите один из более качественных малошумящих операционных усилителей (операционных усилителей) Philips NE/SA5534 премиум-класса.

Обратите особое внимание на два резистора 10 кОм, разделяющие источник питания 12 В, чтобы правильно сместить неинвертирующий (контакт 3) вход операционных усилителей. Вы можете добавить столько ступеней, сколько пожелаете, для более резкой обрезки (фактор формы), но я не считаю, что более двух ступеней обычно оправдано.

Для этого типа активного полосового фильтра не пытайтесь использовать очень высокие Q или очень высокие коэффициенты усиления Ho для каждого каскада. Если я получу достаточно отзывов (без каламбура), я могу расширить серию на другие типы активных фильтров.

СВЯЗАННЫЕ ТЕМЫ ОБ АКТИВНЫХ ПОЛОСНЫХ ФИЛЬТРАХ

пассивные полосовые фильтры

пассивные фильтры верхних частот

пассивные фильтры нижних частот

NE5533 / NE5534 Технический паспорт малошумящего операционного усилителя — (109K) в формате PDF.

присоединяйтесь к нашей «дискуссионной группе по электронике»

Библиография: — Philips Semiconductors — Полупроводники для беспроводной связи 1999 — IC17

ТЕПЕРЬ ВЫ МОЖЕТЕ КУПИТЬ КНИГИ, ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ХОРОШО ОХВАТЫВАЮЩИЕ ЭТИ ТЕМЫ

Я искренне предлагаю вам рассмотреть эти две книги. Один относится к конструкции с активным фильтром, а другой — к ИС-ОУ. Оба названия широко считаются «библиями» по этой особенно интересной и очень важной теме.

КУЛИНАРНАЯ КНИГА АКТИВНОГО ФИЛЬТРА LANCASTER — Дон Ланкастер

Еще одно название от этого плодовитого автора, возможно, это мой личный фаворит из длинного списка вкладов Дона в электронику.

     ЗАКАЗ — США — Lancaster’s Active Filter Cookbook — Don Lancaster.
     ЗАКАЗ — Великобритания — Lancaster’s Active Filter Cookbook
     ЗАКАЗ — La FRANCE — Поваренная книга активных фильтров Lancaster
     ЗАКАЗ — ГЕРМАНИЯ — Lancaster’s Active Filter Cookbook

IC OP-AMP COOKBOOK — Walter Jung

Многие считают исчерпывающую книгу по операционным усилителям. Ужасный позор, знаменитая книга Уолтера о «555 Timers» больше не издается, почему?, если вы когда-нибудь видели, как ее хватают из вторых рук.

     ЗАКАЗ — США — Справочник по операционным усилителям на ИС — Walter Jung
     ЗАКАЗ — Великобритания — Справочник по операционным усилителям на ИС
     ЗАКАЗ — La FRANCE — Справочник по операционным усилителям на микросхемах
     ORDER — DEUTSCHLAND — IC Op-Amp Cookbook

Ссылка на эту страницу

НОВИНКА! — Как напрямую перейти на эту страницу

Хотите создать ссылку на мою страницу с вашего сайта? Это не может быть проще. Знание HTML не требуется; даже технофобы могут это сделать. Все, что вам нужно сделать, это скопировать и вставить следующий код. Все ссылки приветствуются; Я искренне благодарю вас за вашу поддержку.

Скопируйте и вставьте следующий код для текстовой ссылки :

<а href="https://www. electronics-tutorials.com/filters/active-bandpass-filters.htm" target="_top">посетите страницу руководства VK2TIP по активным полосовым фильтрам

и должно выглядеть так:
посетите страницу руководства VK2TIP по активным полосовым фильтрам

 

ВЫ ЗДЕСЬ: ГЛАВНАЯ > ФИЛЬТРЫ > АКТИВНЫЕ ПОЛОСНЫЕ ФИЛЬТРЫ

автор Ян С. Пурди, VK2TIP сайта www.electronics-tutorials.com заявляет о моральном праве на быть идентифицированным как автор этого веб-сайта и всего его содержимого. Copyright © 2000 — 2001, все права защищены. Смотрите копирование и ссылки. Эти электронные учебные пособия предназначены для индивидуального частного использования, и автор не несет никакой ответственности за применение, использование, неправильное использование любого из этих проектов или учебных пособий по электронике, которые могут привести к прямому или косвенному ущербу или потерям, связанным с этими проектами или учебными пособиями. .