Site Loader

Содержание

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

ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

     Каждый хочет иметь у себя дома свой личный очень хороший домашний кинотеатр, что при нынешних ценах на посещение общественного вполне оправдано, но не у каждого это получается. Кто-то довольствуется покупкой дешёвых китайских 2.1 колоночек, кто-то приспосабливает для басов советскую акустику. А самые продвинутые радиолюбители меломаны делают сабвуферный НЧ канал сами. Тем более, что процедура изготовления совсем не сложная. Стандартный сабвуфер — это активный фильтр НЧ, на который подаются сигналы правого и левого каналов линейного выхода, усилитель мощности на много-много ватт и большой деревянный ящик с низкочастотным динамиком. Расчёт и изготовление корпуса дело чисто столярное, об этом можно почитать и на других ресурсах, усилитель мощности так-же не проблема — при богатом ассортименте всевозможных STK-шек и LA-шек. А вот на входном фильтре НЧ для усилителя сабвуферного канала мы здесь остановимся подробно.

     Как известно, сабвуфер воспроизводит частоты до 40 Гц, и используется совместно с небольшими сателлитными громкоговорителями. Сабвуферы бывают пассивные и активные. Пассивный сабвуфер — это помещенная в корпус НЧ-головока, которая подключаются к общему усилителю. При таком способе подключения широкополосный выходной сигнал УМЗЧ подается на вход сабвуфера, а его разделительный фильтр удаляет из сигнала НЧ и подаёт отфильтрованный сигнал на громкоговорители. 


     Гораздо более эффективный и распространённый способ подключения сабвуфера с помощью электронного разделительного фильтра и отдельного усилителя мощности, что позволяет отделять басы от сигнала, подаваемого на основные громкоговорители в том месте тракта, где фильтрация сигнала вносит гораздо меньше нелинейных искажений, чем фильтрация выходного сигнала усилителя мощности. Кроме того, добавление отдельного усилителя мощности для сабвуферного канала существенно увеличивает динамический диапазон и освобождает усилитель основных СЧ и ВЧ каналов от дополнительной нагрузки. Ниже предлагаю первый, простейший вариант фильтра НЧ для сабвуфера. Выполнен он как фильтр сумматор на одном транзисторе и на серьёзное качество звучания с ним рассчитывать не приходится. Оставим его сборку самым начинающим.

     А вот эти три варианта с одинаковым успехом зарекомендовали себя в качестве отличных фильтров для сабвуфера и некоторые из них установлены в моих усилителях.

     Эти фильтры устанавливаются между линейным выходом источника сигнала и входом усилителя мощности сабвуфера. Все они обладают малым уровнем шумов и энергопотреблением, широким диапазоном питающих напряжений. Микросхемы использовал любые сдвоенные ОУ, например TL062, TL072, TL082 или LM358. К пассивным элементам предьявляются обычные требования, как к деталям высококачественных аудиотрактов. На мой слух, звучание нижней схемы было особенно упругим и динаминым, сабвуфер с таким вариантом слушаешь даже не ушами, а животом 🙂

     Технические характеристики фильтра для сабвуфера:

  • напряжение питания, В 12…35В;
  • ток потребления, мА 5;
  • частота среза, Гц 100;
  • усиление в полосе пропускания, дБ 6;
  • затухание вне полосы пропускания, дБ/Окт 12.

     Фотографии плат фильтров сабвуфера предоставленные товарищем Dimanslm:


     Добавление активного сабвуфера существенно увеличивает динамический диапазон, понизижает нижнюю граничную частоту воспроизведения, улучшает чистоту звучания средних частот и обеспечивает высокий уровень громкости без искажений. Удаление низких частот из спектра основного сигнала, поступающего на сателлиты, позволяет им звучать громче и чище, так как конус НЧ-головки не колеблется с большой амплитудой внося серьёзные искажения, пытаясь воспроизвести басы.

     Обсуждение схем на ФОРУМЕ

Обзор ФНЧ для сабвуфера

Сегодня сабвуфер — неотъемлемая часть любого домашнего кинотеатра. Впрочем, не только домашнего. В публичных кинотеатрах тоже стоят сабвуферы. Их задача с максимальной реалистичностью воспроизводить звуки выстрелов, взрывов, грохота проползающего по экрану танка или проплывающего в экранном холодном космическом пространстве межзвездного галактического имперского крейсера. Да, да, я знаю, что крейсеры в космическом пространстве проплывают бесшумно, но у Джорджа Лукаса, который снял потрясающую киноэпопею «Звездные войны» на этот счет совершенно другое мнение. И это правильное мнение, поскольку одно дело смотреть на безмолвный имперский крейсер, а другое — слышать и даже ощущать проход мощной машины. Да, про ощущать я не оговорился, ибо низкочастотные вибрации, создаваемые мощным сабвуфером ощущаются буквально всем телом.

Собственно, сам сабвуфер является мощным низкочаcтотным динамиком, подключенным к специальному сабвуферному каналу многоканальной системы усилителей. Сабвуферный канал при записи звуковой дорожки к фильму пишется отдельно, так что вся информация в нем содержащаяся — это исключительно о том, где и когда надо бахнуть и с какой силой. Но это в случае цифровой записи сигнала. При аналоговой записи-воспроизведении сигнал сабвуферного канала может выделяться из общего сигнала фонограммы при помощи специального Фильтра Низких Частот — ФНЧ.

В общем случае именно ФНЧ формирует сигнал сабвуферного канала и именно от его параметров зависит насколько мощно, сочно, четко будет бабахать сабвуфер. Разумеется, не только от ФНЧ, но и от акустического оформления самого сабвуфера зависит насколько высоко вы будете подпрыгивать в кресле от очередного киношного выстрела или взрыва, но сейчас мы рассмотрим именно ФНЧ.

Два самых главных параметра ФНЧ называются: частота среза и крутизна спада.

Начнем с первой.

Дело в том, что динамик сабвуфера большой, тяжелый, неповоротливый, чаще всего с огромным диффузором, который призван создавать большое звуковое давление, вдавливающее зрителя в кресло. Амплитуда колебаний этого диффузора должна быть достаточно велика, поэтому на сабвуфер подается очень приличная мощность от выходного усилителя. Если мы не отфильтруем ВЧ составляющие сигнала, подаваемого на динамик, то просто спалим его, ибо он физически не сможет так быстро двигаться, в результате чего катушка динамика перегреется и разрушится.

Таким образом, наш ФНЧ занимается тем, что просто отрезает от входного сигнала ненужные для сабвуфера куски частотного диапазона и на выходе оставляет только те, которые не угробят сабвуфер и будут эффективно им воспроизводиться.

Посмотрим на амплитудно-частотную характеристику ФНЧ (ура, первая картинка!):


Итак, частота среза, выражаясь человеческим языком — это та частота, за которой амплитуда выходного сигнала резко падает. Посмотрите на левую картинку — так должен выглядеть идеальный ФНЧ — до определенной частоты сигнал есть, после нее — сигнала нет. Но реальность, как обычно, несколько хуже. На правой картинке показана работа реального ФНЧ. Частота, на которой уровень выходного сигнала ослабляется на 3дБ называется частотой среза ФНЧ — Fср. на картинке. Как видно по правой картинке, реальный ФНЧ ослабляет сигнал за частотой среза не сразу, а постепенно и тут у нас есть возможность перейти ко второй основной характеристике ФНЧ — крутизне спада.

Общеизвестно, что погоня за идеальным — самая большая ошибка человечества. Тем не менее, человечество не перестает за ним гнаться, набивая по пути знатные шишки.

С ФНЧ такая же история. Как вы видите на картинке выше, у идеального ФНЧ АЧХ поворачивает на 90 градусов на частоте среза, то есть, ни одна капелька сигнала за частотой среза не появится на выходе ФНЧ. Это — идеальная крутизна спада ФНЧ.

У любого реального ФНЧ данная характеристика более пологая и никогда не станет идеальной, но может максимально к ней приблизиться.

Посмотрим на второй рисунок — на нем отображены крутизна спада ФНЧ в зависимости от так называемого порядка ФНЧ — числа звеньев, из которых состоит фильтр.


Чем больше звеньев в ФНЧ, чем ближе его АЧХ к идеальной. Но тут надо заметить, что увеличение числа звеньев фильтра приводит к его схемотехническому усложнению и как следствие, увеличению количества электронных компонентов, из которых сделан фильтр, а следом и цены этого устройства. Помимо этого, разумеется, растут шум, искажения, уменьшается амплитуда выходного сигнала.

Простейшее звено ФНЧ выглядит следующим образом:

 


Это пассивный ФНЧ первого порядка. Включая такие звенья последовательно можно добиться весьма существенной крутизны спада. Но при этом, как уже отмечалось выше, существенно растут шумы и искажения в звуковом тракте. Более того, для согласования входного и выходного сопротивления такого фильтра необходимо на входе и выходе ФНЧ устанавливать буферные усилители. В противном случае сопротивление источника сигнала и сопротивление нагрузки фильтра будет существенно влиять на частоту среза.

Поэтому, чаще всего для построения ФНЧ используют схемы активного фильтра на операционных усилителях.

Вот, например, активный ФНЧ второго порядка:


Не смотря на простоту самого фильтра необходимо помнить о буферных усилителях, которые нужны и для этого типа ФНЧ. Да и к тому же, 2 порядок — это как-то маловато, а значит, нужно последовательное включение двух таких фильтров.

В общем, схема разрастется прилично.

Более того. Если вы только начинаете заниматься сабвуферами и всем, что с ними связано, непременно начнете читать профильные сайты и форумы, где обсуждаются те или иные способы построения ФНЧ. И тут выяснится, что помимо всего прочего есть фильтр Чебышева, фильтр Баттерворта, эллиптический фильтр, фильтр Саллена-Ки. И у каждого схемного решения есть свои плюсы и минусы. Честно говоря, закопаться можно запросто.

Видимо, поглядев на все это в древнерусской тоске, тайваньская компания PTC почесала в затылке и выпустила отличную микросхему — PT2351 – фильтр НЧ Саллена-Ки третьего порядка.

Микросхема в 8-выводном корпусе содержит в себе все элементы, необходимые для построения ФНЧ с очень приличными характеристиками.


Стерео сигнал от источника поступает на два буферных усилителя с высоким входным сопротивлениям. Сигнал смешивается и нормируется по уровню в смесителе, после чего поступает собственно на ФНЧ со встроенным выходным буферным каскадом (выходное сопротивление — всего 40 Ом), позволяющим подключать фильтр непосредственно к нагрузке без дополнительных плясок с буфером на ОУ.

Частота среза такого фильтра задается внешними конденсаторами.

На основе этой микросхемы был разработан набор для самостоятельной сборки NM0103 «ФНЧ для сабфувера».

 


Основные технические характеристики:

 

Частота среза, Гц60(80)
Крутизна спада, дб/окт.18
Коэффициент нелинейных искажений, %0,1
Отношение сигнал/шум, дБ (невзвешенное-82
Коэффициент усиления, дБ10
Максимальное выходное напряжение, В2,8
Входное сопротивление, кОм100
Напряжение питания, В12
Потребляемый ток, мА10

 

Принципиальная схема:


Как видите, схема простейшая с очень небольшим количеством навесных компонентов.

Схема универсальная — благодаря встроенному стабилизатору напряжения VD1, R3, C6 этот ФНЧ может применяться как для построения автомобильного сабвуфера, так и для домашнего кинотеатра или музыкальных систем 2.1. Максимальное напряжение питания, которое можно подавать на фильтр — 20 Вольт. Впрочем, если увеличить резистор R3, то можно и больше.

Питание однополярное, что серьезно облегчает встраивание такого фильтра в уже имеющийся звуковой тракт.

Частота среза фильтра определяется емкостью конденсаторов C3, C7. В наборе есть два комплекта конденсаторов разной емкости для построение ФНЧ с частотой среза 60Гц или 80Гц.

АЧХ фильтра:


Ну, а если номиналы конденсаторов, входящих в набор вас по каким-то причинам не устроят, их можно выбрать из нижеследующей таблицы:


Часть номиналов конденсаторов получается нестандартной и составляется из двух конденсаторов стандартной емкости — номиналы указаны в скобках.

Из недостатков данной схемы по сравнению со схемами на ОУ можно отметить невозможность плавной регулировки частоты среза, а так же отсутствие регулировки фазы выходного сигнала. Но вот часто ли нужны такие регулировки?

Фильтр для сабвуфера с регулировкой частоты и фазы

Схема блока обработки звукового сигнала с плавными регулировками:
громкости, верхней частоты среза, сдвига фазы.

Для чего нужен сабвуфер, думаю, никому объяснять не нужно. А если и нужно, то, как говорится, интернет вам в помощь. Там всего этого добра так же много, как низов в хорошем сабе, ну или как схем и описаний усилителей, пригодных для работы с мощными и не очень сабвуферами.

Однако, при проектировании либо приобретение данного типа акустики, следует учесть несколько нюансов:
1. Низкая нижняя граничная частота воспроизводимых частот — вещь всегда хорошая, и чем ниже, тем лучше. А вот чрезмерно-избыточная выходная мощность — не позволит раскрыть всех преимуществ изделия, мало того, может привести к анекдотичной ситуации, когда: «Установленный в машину «Ока» сабвуфер разорвал её на части».
2. Для того, чтобы получить равномерный переход от нижней границы звучания основных АС к сабвуферу, необходима регулировка частоты среза фильтра ФНЧ. Если соответствующей регулировки нет, то мы получаем: либо провал, либо, наоборот, существенное увеличение громкости звука в диапазонах так называемых «верхнего баса» или «нижней середины».

3. Регулировка фазового сдвига также является весьма полезной функцией! Она необходима для того, чтобы сабвуфер и основная АС не имели фазовых (временных) разногласий. Например, если сабвуфер стоит довольно далеко от колонок, то его звучание может запаздывать. Так же фазовый сдвиг всегда возникает в ФНЧ сабвуфера, независимо от того — пассивный он или активный. Чтобы это скорректировать следует использовать регулировку фазового сдвига.

Исходя из этих соображений, и была спроектирована схема НЧ фильтра для сабвуфера. Как обычно, повышенное внимание было уделено тому, чтобы схема получилась максимально простой, качественной и, при отсутствии ошибок, не требовала настройки.


Рис.1

Фильтр построен на микросхеме TL082, представляющей собой сдвоенный ОУ, плюс немногочисленная пассивная рассыпуха. ОУ содержит полевые транзисторы на входах, что обеспечивает его высокое входное сопротивление, необходимое для корректной работы устройства сдвига фазы.

Элементы R1, C2, R3, R4,C3, R5, C4 и DA1.1, образуют ФНЧ (фильтр нижних частот третьего порядка) с регулируемой частотой среза. Схему эту мы придумали на странице (ссылка на страницу). Её главным достоинством является наличие всего одного регулирующего элемента R5, позволяющего перестраивать частоту среза в диапазоне 60…160 Гц.

Фильтр обеспечивает подавление внеполосных сигналов с затуханием −18дБ на октаву и имеет неравномерность АЧХ в полосе пропускания — менее 3дБ. Коэффициент передачи близок к 1.

Элемент DA1.2 с обвесом представляют собой классическую схему фазовращателя с величиной фазового сдвига, зависящей от номиналов элементов C5, 7, R8. Коэффициент передачи фазовращателя — также близок к 1.

Регулировку уровня фазового сдвига проще всего производить на слух при полностью подключённой акустической системе (основная АС + сабвуфер).

Выходное сопротивления каскада, к которому будет подключён данный фильтр, не должно превышать 1 кОм. Это может быть и выход любого ОУ, и выход эмиттерного или истокового повторителя.

Устройство может запитываться и от однополярного источника питания +Uп. В этом случае 4 вывод микросхемы следует посадить на землю, а соответствующие выводы R2, R8 и R10 — к средней точке резистивного делителя, имеющего выходное напряжение +Uп/2.
TL082 сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания вплоть до однополярного +12В.

Описанный в данной статье фильтр может применяться в сабвуферах в связке с массовыми и очень простыми в использовании микросхемами-усилителями НЧ. Изобретать для сабвуфера радикально качественный усилитель на транзисторах, а тем паче, упаси нас Бог — на лампах большого смысла нет. Довольно удачным выбором окажутся микросхемы TDA7294 или TDA7293 (ссылка на страницу) или их умощнённые варианты (на 200 и 800Вт), приведённые на странице ниже в разделе «Это тоже может быть интересно».

 

BM2115, Активный фильтр НЧ для сабвуфера, Мастер Кит

Описание

Усилители предварительные

Предлагаемый блок — это простой и надежный активный фильтр НЧ для сабвуфера, обладающий малым уровнем собственного шума, малыми габаритами и энергопотреблением, широким диапазоном питающих напряжений, минимальным числом внешних пассивных элементов обвязки. Использование активного фильтра избавит Вас от установки громоздкого пассивного ФНЧ на выходе УМ, обладающего низким КПД.

Фильтр устанавливается между линейным выходом источника сигнала и входом УМ сабвуфера. Он хорошо зарекомендовал себя при работе совместно с мощным автомобильным усилителем NM2034 (70 Вт/12 В).

Технические характеристики.
Напряжение питания: 3…32 В.
Ток потребления: 6 мА.
Частота среза: 100 Гц.
Усиление в полосе пропускания: 6 дБ.
Затухание вне полосы пропускания: 12 дБ/Окт.
Размеры печатной платы: 37×27 мм.

Описание работы.
Фильтр (неинвертирующий, второго порядка) выполнен на сдвоенном операционном усилителе LM358 (DA1). Светодиод HL1 индицирует работу устройства, потенциометром R1 осуществляется регулировка уровня входного сигнала.

Фильтр устанавливается между линейным выходом источника сигнала и входом УМ сабвуфера.

Конструкция.
Конструктивно активный фильтр выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает установку платы в корпус BOX-M01, который не входит в комплект .
Геометрия устройства позволяет монтировать его «в разрыв» сигнального провода. Для удобства подключения питающего напряжения и сигнальных проводов предусмотрены парные клеммные винтовые зажимы.
Перед установкой платы фильтра в корпус BOX-M01 , необходимо просверлить в верхней крышке отверстие диаметром 4 мм для светодиода HL1 и сделать выпилы под сигнальные провода и провода питания, а в нижней крышке просверлить отверстие диаметром 5 мм для регулировки R1.

Правильно собранное устройство не требует настройки.

Рекомендации по совместному использованию электронных наборов.
Данный набор рекомендуется использовать совместно с наборами NM2034 и NM2042 .

Технические параметры

Диапазон напряжений питания (B) 7…15
Длина (мм) 37
Затухание вне полосы пропускания (дБ/Окт) 12
Коэффициент усиления (dbi) 6
Потребляемый ток, не более (мА) 6
Частота среза (Гц) 100
Ширина (мм) 27
Вес, г 46

Техническая документация

НЧ фильтр и сабвуфер

В настоящее время во всемирной паутине присутствует огромное количество всевозможных описаний и руководств по изготовлению сабвуферов различных и по конструкции и по техническим характеристикам [1], [2], [3]. После ознакомления с несколькими подобными описаниями автором была выбрана модель «Bandpass 6a» с применением головки бывшего отечественного производителя «Радиотехника» 50ГДН. Применять головку меньшей мощности автор не стал. У 35ГДН несколько мал диаметр диффузора. А это аргумент! Стало быть, либо 50ГДН либо 75ГДН. По своим параметрам обе головки почти идентичны, но 50ГДН дешевле. Импортные динамические головки в качестве головки сабвуфера автор не рассматривал – не хотелось покупать «китайского кота в мешке». Серьезные динамические головки импортного производителя и стоят не дешево. Другое дело динамические головки производства бывшего СССР. На каждой из динамических головок стоит знак качества – это хоть что-то, да значит (возможно, это просто условность). Да, и технические характеристики в глобальной паутине можно найти. Но дело в том, что эти динамические головки производил ряд заводов, и как следствие, характеристики одной динамической головки могут сильно варьироваться в зависимости от завода-изготовителя и, как следствие, отличаться от технических характеристик, найденных в интернете и справочниках по динамическим головкам.

Сначала выберем акустическое оформление динамической головки. Существует несколько часто встречающихся типов акустического оформления динамических головок.

1 – закрытый ящик (Closed). При этом мы получаем наименьший КПД акустической системы и необходимость подводить довольно высокую мощность, вследствие чего вероятен выход динамической головки из строя. При такой конструкции акустического оформления крепление стенок корпуса должно быть наиболее прочным, т.к. внутри ящика создается высокое давление, обусловленное движением диффузора, который будет пытаться сжимать упругий воздух в закрытом объеме.

2 – фазоинвертор (далее по тексту ФИ) (Vented). Модель несколько лучше по характеристикам. Искажения, вносимые динамиком, минимальны. Сам ФИ увеличивает КПД динамической головки. Все трудности начинаются при расчете ФИ. Дело в том, что большой диаметр ФИ требует большой его длины, а маленький – как раз небольшой. Казалось бы, что все хорошо. Не спешите радоваться. Перемещаясь, диффузор головки двигает упругий воздух через тоннель ФИ. Объем воздуха в тоннеле постоянен, а значит, скорость движения воздуха через тоннель ФИ будет во столько раз больше колебательной скорости диффузора, во сколько раз площадь сечения тоннеля меньше площади диффузора. В силу этого, в тоннеле ФИ начнутся завихрения воздуха и ФИ начнет свистеть. Вот и получается, что при расчетах, как правило, длина тоннеля ФИ оказывается чрезмерно большой, но это можно обойти[4].

3 – бандпасс (далее по тексту БП) (Bandpass). Динамическая головка заключена между двумя объемами воздуха. Настраивается в широких пределах путем выбора объемов передней и задней камер и частоты настройки двух ФИ. КПД самый высокий из всех рассмотренных выше. Недостаток один – БП наиболее сложен в изготовлении. Хотя, я бы не стал называть это недостатком, это скорее достоинство.

Для расчета параметров ящика существует ряд специализированных программ: JBL SpeakerShop, Box Plot, Blaupunkt BlauBox. Автор воспользовался программой winisdbeta, как оставившей самые наилучшие впечатления при работе в оной. При моделировании конструкции легко убедиться в том, что ФИ проигрывает БП при одинаковом (небольшом) объеме ящика. А вот при большом объеме – наоборот, проиграет БП. Но, учитывая, что большинство из нас проживает в среднестатистических квартирах и ездит на среднестатистических машинах – большой объем это не наш метод. С другой стороны, не стоит увлекаться его уменьшением – лучше не станет. Поэтому придется искать некий компромисс. Это так же Вы можете увидеть при моделировании своего сабвуфера в программе winisdbeta – поварьируйте параметрами объемов обеих камер БП, частотами настройки и длиной ФИ и Вы сразу увидите, как это отражается на АЧХ Вашего будущего детища.

Для проектирования и изготовления корпуса сабвуфера необходимо знать некоторые характеристики динамической головки. Необходимые параметры для расчета:

Fs — частота резонанса в открытом пространстве, Гц;
Qts — полная добротность динамической головки;
Qms — механическая добротность;
Qes — электрическая добротность;
Vas — эквивалентный объем, л;
Sd — эффективная излучающая поверхность диффузора, м2.

Замеры параметров динамической головки будем проводить по методике, изложенной в [5]. Собираем схему согласно рис. 1.


Рис. 1.

Вместо генератора удобно использовать выход звуковой карты компьютера и при помощи соответствующего программного обеспечения генерировать синусоидальные сигналы частотой 0-200Гц. Резистор сопротивлением 1кОм стабилизирует ток через динамик. Автор применил сопротивление мощностью 7,5Вт.
Измеряем сопротивление динамической головки омметром. Это и будет искомое Re – сопротивление постоянному току.
Динамическую головку располагаем вдали от стен, пола и потолка (в идеале – подвешиваем). Подключаем вольтметр к выходу УМ (рис. 1, точки 1 и 3) и выставляем выходное напряжение от 10В до 20В на частоте до 200Гц. Для нахождения резонансной частоты (Fs) динамической головки подключаем вольтметр к динамической головке (рис. 1., точки 2 и 3), плавно изменяем частоту генератора и смотрим на показания вольтметра. На лист бумаги записываем выставленную частоту генератора и показания вольтметра. Та частота, на которой напряжение на вольтметре будет максимальным (дальнейшее изменение частоты будет приводить к падению напряжения) и будет являться частотой основного резонанса для этой динамической головки. При измерении Fs автор изменял частоту с интервалом 1 Гц. Получаем графическую зависимость U=f(F), изображенную на рис. 2.


Рис. 2.

При измерении Fs мы имеем минимальное напряжение Um и соответствующую ему частоту F1, расположенную в области частот до Fs и частоту F2 при таком же значении напряжения, расположенную за частотой Fs. Частоты F1 и F2соответствуют напряжению U12, которое примерно равно 0,707Us Также, мы имеем значение напряжения Us при значении частоты Fs. Эти данные нам необходимы для расчета U12, Qms, Qes и Qts.
Как видно из рис.2, для данной динамической головки 50ГДН-3-4 частота основного резонанса в открытом пространстве составляет 35Гц. F1 = 16 Гц, F2 = 54 Гц, Um = 1,9 В, Us = 12 В.

Производим необходимые расчеты по формулам:


Результаты всех наших измерений дают: Qts = 0.37

Sd – это эффективная излучающая поверхность диффузора. Она совпадает с конструктивной и равна:


где R — половина расстояния от середины ширины резинового подвеса одной стороны до середины резинового подвеса противоположной. Половина ширины резинового подвеса также является излучающей поверхностью. Единица измерения этой площади — квадратные метры, и в программу winisdbeta Sd надо подставлять в метрах квадратных.
Vas принимаем равным 90л.
После подстановки всех параметров в программе winisdbeta имеем следующее:


Рис. 3.


Рис. 4.


Рис. 5.


Рис. 6.


Толщина стенок выбрана равной 19мм, материал – ДСП импортного производства. В качестве соединительных элементов – деревянный брус 40х40мм. Использовать торцевые поверхности ДСП (пусть даже и импортного производства) автор не стал – слишком рыхловатые, кроме этого, ДСП может расслаиваться. Здесь следует учесть, что брус, при помощи которого крепятся стенки корпуса сабвуфера между собой, тоже занимает определенный объем.

И если при моделировании корпуса этого объема не учесть, то в результате получаются несколько иные объемы обеих камер и, при сохранении частот настроек ФИ, их длины и диаметра, АЧХ готового изделия изменится очень сильно и не в лучшую сторону. Но и тут можно выкрутиться[4] относительно длины ФИ. В конечном итоге можно будет просто заменить оба ФИ с учетом изменений в объемах камер. На рис. 3 – рис. 6 приведены конструкционные характеристики сабвуфера без учета объема деревянных брусьев. Иными словами, это то, что мы хотим получить.
С учетом объема деревянных брусьев в обеих камерах имеем: объем передней камеры уменьшится на 2,4 л., задней камеры – на 6,5 л. Т.е. в результате мы получаем то, что изображено на рис. 7, 8.
Для сохранения гладкой АЧХ изменены настройки обоих ФИ, и, как следствие, изменилась их длина.
Окончательно: изготавливаем корпус сабвуфера с внешними размерами согласно рис. 5, но реально наше изделие будет обладать характеристиками согласно рис. 7, 8без учета установки наполнителя.
Несколько слов о длине ФИ. В передней камере длина ФИ составляет 95мм (рис. 8). Это более чем нормально и приемлемо. Добавляем к его длине 2-3см (настраивать все равно придется) и изготавливаем. А вот для задней камеры длина ФИ несколько великовата. Его можно укоротить. Как это сделать — подробно процедура расчета изложена в [4]. Приведу лишь основные моменты.
Формула для расчета укороченного варианта ФИ имеет вид:

частота настройки ФИ Fb– в герцах, объем камеры V – в литрах, длина L и диаметр D ФИ – в миллиметрах.


Рис. 7.

Поправка «-0,85D» появляется из-за того, что один конец ФИ находится в плоскости стенки и имеет место виртуальное удлинение ФИ, в результате чего изменяется частота его настройки и на АЧХ сабвуфера будет «провал». В программе winisdbeta эта поправка уже учтена. Исходя из этого, если установить фланец на второй конец ФИ, который находится внутри камеры в свободном пространстве (рис. 9), мы получим ФИ с еще меньшей длиной при сохранении диаметра и частоты настройки. И тогда формула для расчета длины ФИ примет вид:

Нетрудно видеть, как наши 287 мм (рис. 8) при частоте настройки ФИ на 38Гц (37,7Гц по формуле (6)) превращаются в 192 мм (по формуле (7)) с фланцем на втором конце ФИ при частоте настройки 38Гц задней камеры. Вот это наш метод – нормальный короткий ФИ. Оставляем этот вариант. Фланец изготавливаем из органического стекла толщиной 4 мм (Фото 4).


Рис. 8.


Рис. 9.

После того, как вырезаны все стенки, приступаем к креплению поверхностей между собой.
На рис. 10 показана общая конструкция корпуса сабвуфера.


Рис. 10.

Литература

1. http://forum.racing.kz/index.php?showtopic=1838 — Простой сабвуфер на 2х35ГДН-1-8
2. http://www.artmech.com/pavel/sub/index.htm — Сабвуфер на 75ГДН-1-4.
3. http://radist.izmuroma.ru/shems/audio/aksystems/aksystems_10.php — 2х35ГДН-1-4
4. http://www.cxem.net/sound/dinamics/dinamic55.php — Теория и практика ФИ. 
5. http://library.espec.ws/section2/article80.html — Измерение параметров Тиля — Смолла в домашних условиях.

Все стыки выполняются на деревянных брусках. Перед креплением бруса к стенкам корпуса сабвуфера брус прижимается снизу к стенке и сверлятся углубления через стенку в брус сверлом диаметром в 2 раза меньшим, чем диаметр самореза, которым впоследствии будет прикручен брус, с интервалом 5…7 см по периметру поверхности с соответствующим отступом от края поверхности стенки. Величина отступа зависит от параметров деревянного бруска, используемого в конструкции корпуса сабвуфера и диаметра самореза. На поверхности стенки все отверстия зенкуются.  

Прикручиваемая поверхность бруса перед свинчиванием густо смазывается неразбавленным клеем ПВА. Клей не жалейте. В процессе прикручивания бруса к поверхности стенки корпуса сабвуфера излишки клея выдавливаются из стыка и удаляются мануально.
Сначала подготавливается днище. К вырезанной по размерам поверхности днища корпуса сабвуфера с одной стороны крепится деревянный брус по периметру.

        

В вырезанной по размерам полке для динамической головки вырезается отверстие соответствующего размера под конкретную динамическую головку, размечаются и просверливаются отверстия для крепления динамической головки. Далее, крепится деревянный брус по периметру.
Затем, к одной из боковых стенок корпуса сабвуфера крепим днище и, тщательно вымеряв расстояние 185 мм от противоположного края этой же стенки, крепим полку для динамической головки. Вторую боковую стенку корпуса сабвуфера также крепим к днищу и полке для динамической головки . 
После этого крепим брус по периметру передней и задней камер. Т.к. на днище и на полке для динамической головки уже есть брус, то для задней камеры надо закрепить брус только вдоль вертикальных границ камеры с обеих сторон. А для передней камеры – вдоль вертикальных границ с обеих сторон и двух горизонтальных.

Вторую боковую стенку корпуса сабвуфера также крепим к днищу и полке для динамической головки . 
После этого крепим брус по периметру передней и задней камер. Т.к. на днище и на полке для динамической головки уже есть брус, то для задней камеры надо закрепить брус только вдоль вертикальных границ камеры с обеих сторон. А для передней камеры – вдоль вертикальных границ с обеих сторон и двух горизонтальных.

Далее, в вырезанной по размерам передней стенке корпуса сабвуфера вырезаем два отверстия диаметром 109мм для фазоинверторов. Именно 109мм составляет внешний диаметр канализационной пластмассовой трубы с внутренним диаметром 105мм. Фазоинверторы готовим заранее, т.к. их размеры нам становятся известными после моделирования сабвуфера в программе и выбора окончательного варианта частоты настройки каждого фазоинвертора, а так же других их параметров: диаметра фазоинвертора и объема камер.

Если впоследствии настройка фазоинверторов не планируется, то поверхность вырезанных отверстий для фазоинверторов хорошенько промазываем клеем ПВА. Клея не жалеем – лишнее все равно выдавится. Вставляем фазоинвертор и прикручиваем его 6 саморезами изнутри фазоинвертора. Проделываем то же самое и со вторым фазоинвертором. 
Если же Вы планируете настраивать фазоинверторы (очень желательно, почти обязательно), тогда вместо клея хорошо подойдет силиконовый герметик. А фазоинверторы лучше вырезать чуть бОльшей длинны, с запасом.

     

Когда передняя стенка с фазоинверторами готова, она прикручивается к торцевым поверхностям промазанным клеем нашей конструкции.
Сверлим отверстия для саморезов в задней стенке. Вырезаем отверстие для контактов соответствующих размеров. Наносим силиконовый герметик на панель контактов по периметру.Посредством саморезов крепим ее в отверстие задней стенки. 
Сверлим отверстия для крепления крышки.
Крышку и заднюю стенку на клей не садим – придется еще не раз снимать их. Пылесосом начисто удаляем опилки и мелкую стружку изнутри нашей конструкции.
После этого силиконовым герметиком тщательно заделываем все швы и стыки. Аккуратно промазываем их. Не забудьте и отверстия крепления ФИ — изнутри каждой камеры и снаружи. Даем затвердеть герметику.

Теперь крепим динамическую головку в отверстия полки, специально для этого предназначенное. Предварительно наносим по периметру окружности силиконовый герметик и даем ему, самую малость, затвердеть, чтобы создать небольшой амортизатор. После этого устанавливаем динамическую головку и с усилием затягиваем болты. Силиконовым герметиком промазываем стыки динамической головки с полкой.

Почти все готово – запаиваем электрические провода от динамической головки к панели контактов, установленной на задней стенке. Заднюю стенку и крышку временно крепим через клейкую ленту для утепления окон, притягиваем несколькими саморезами по периметру для пробы. Подключаем к УМ с НЧ фильтром и слушаем – что получилось.
Звукопоглощающего материала внутри нет. Поэтому и звучание такое – бас слышен — бесспорно, но не ощущается всем телом, как этого хотелось бы. Устанавливаем звукопоглощающий материал внутрь обеих камер.


В качестве звукопоглощающего материала использован ватин и вата, которая находится между внутренней поверхностью стенки корпуса сабвуфера и ватином. Что дает установка звукопоглощающего материала? С одной стороны, мы убиваем стоячие волны. С другой – добавляем дополнительно небольшой объем к объему наших камер. О том, сколько нужно звукопоглотителя установить внутрь Вашего изделия описано в статье [32]. Внутренние поверхности крышки и задней стенки корпуса сабвуфера также снабжены звукопоглотителем.
Вот теперь подключаем и…наслаждаемся. 
Эстетическое оформление зависит от личного вкуса. В авторском исполнении все углубления саморезов снаружи и стыки стенок зашпатлеваны шпатлевкой по дереву. После высыхания шпатлевки корпус сабвуфера зашкурен наждачной бумагой и оклеен декоративной пленкой с текстурой «под дерево». На одну из боковых поверхностей нанесен рисунок, выполненный плоттерной резкой. Спереди, на фазоинверторы установлены фланцы, выполненные из текстолита.

Готовое устройство имеет вид:

                 

При использовании сабвуфера в качестве НЧ звена домашней или авто- акустики необходимо наличие НЧ фильтра. НЧ фильтр предназначен для исключения из звуковоспроизводящего тракта сигнала с частотой выше частоты среза НЧ фильтра. Частота среза фильтра выбрана равной 100Гц с возможностью ее изменения. Изменяемая частота среза НЧ фильтра выбрана таковой исходя из двоякого применения сабвуфера – автомобильный и комнатный. Для автомобиля оптимальной частотой среза является 80Гц[30]. Для домашнего применения частота среза может составлять выше 100Гц, но это дело вкуса. Данное различие обусловлено различием в акустической характеристике звукопередачи (передаточной функции) салона автомобиля и комнаты.
Существует несколько видов НЧ фильтров, названных по имени математиков (Баттерворт, Чебышев, Линквиц, Кауэр, Бессель) первыми реализовавшими математическую модель той или иной функции, через которые, в свою очередь, выражается передаточная характеристика НЧ фильтра. Функция определяется порядком полинома (максимальным показателем степени) и коэффициентами ai и bi. 


Рис. 12.


На рис. 12 приведена схема активного фильтра нижних частот второго порядка с коэффициентом усиления равным 1.
В общем случае расчет фильтра производится следующим образом[2]. Выбираем частоту среза фильтра. Пусть частота среза будет равна 60Гц. Далее, выбираем вид аппроксимации. Применим аппроксимацию по Баттерворту. Выбираем порядок фильтра – 2-ой. Рассчитываем значения радиоэлементов, входящих в принципиальную схему НЧ фильтра (рис. 12). Значения сопротивлений и емкостей получаются из передаточной функции НЧ фильтра. Следует учесть, что при таком расчете фильтра значения сопротивлений должны быть не хуже 5% для НЧ фильтра до 4-го порядка и 1% (а лучше 0,5%) для НЧ фильтров от 4-го до 10 порядка. Допуск номинальных значений емкостей составляет 10%. Поэтому при расчете фильтра лучше задаваться значениями емкостей и вычислять значения сопротивлений. Пусть С1 и С2 заданы. Тогда значения сопротивлений будут равны:

(8), где


а1, b1 — коэффициенты полинома;
f0 — частота среза фильтра, Гц;
R1, R2 — сопротивления резисторов, Ом;
С1, С2 — емкости конденсаторов, Ф.
Чтобы сопротивления резисторов R1, R2 были действительными должно выполняться условие:


(9)

Не следует выбирать отношение С1/С2 многим больше правой части неравенства (9).

Подобным образом рассчитывается НЧ фильтр до 10 порядка подстановкой коэффициентов аi, bi соответствующего номера звена в формулу (8). Для фильтров нечетного порядка первым ставится звено первого порядка, остальные звенья – четного порядка. Для звена нечетного порядка коэффициент bi=0. Следует однако понимать, что, соединив подряд два фильтра второго порядка Баттерворта с одинаковой частотой среза f0 мы не получим фильтр Баттерворта 4-го порядка с частотой среза f0. Мы получим НЧ фильтр с частотой среза, отличной от и с другой АЧХ и передаточной функцией, не Баттерворта. Это будет НЧ фильтр с критическим затухаением.
Методика расчета НЧ фильтров до 5-го порядка приведена в [28]. Там же можно найти и коэффициенты НЧ фильтров для расчета.

В литературе[2] на стр. 136 приведена таблица 13.6 значений коэффициентов НЧ фильтров различного типа до 10 порядка и частОты среза звеньев фильтра. Обсчет НЧ фильтра по формуле (8) в программе Microsoft Excel достаточно прост. После расчетов мы получаем значения сопротивлений звеньев фильтра при заданных значениях емкостей. Допуск резисторов должен быть не хуже 1%. Тут есть несколько вариантов: составление заданного сопротивления из нескольких резисторов или использование прецизионных сопротивлений. При расчете НЧ фильтра по формуле (8) невозможно заложить в расчет допуск значений сопротивлений. В результате чего придется, в итоге, настраивать каждое звено по отдельности. Это приемлемо для НЧ фильтра невысокого порядка (до 4-го). При порядке НЧ фильтра выше 4-го проделав процедуру настройки каждого звена в отдельности, повторять подобный процесс Вам больше не захочется, я Вас уверяю. Методика настройки звеньев фильтра подробно изложена в [28].

Какого же порядка НЧ фильтр собирать?
1. Допуск сопротивлений при порядке фильтра не выше 4-го составляет должен быть не хуже 5%. НЧ фильтр второго порядка можно собрать и на 10% сопротивлениях. А вот выше 4-го порядка – допуск должен быть не хуже 1%.
2. Для наглядности посмотрим на АЧХ различного типа НЧ фильтров и разного порядка.

Рис. 13. АЧХ фильтров 4-го (а) и 10-го (б) порядков.

1 – фильтр с критическим затуханием;
2 – фильтр Бесселя;
3 – фильтр Баттерворта;
4 – фильтр Чебышева с неравномерностью 3дБ.

Рис. 14. Переходные характеристики фильтров НЧ 4-го порядка при ступенчатом входном сигнале.

1 – фильтр с критическим затуханием;
2 – фильтр Бесселя;
3 – фильтр Баттерворта;
4 – фильтр Чебышева с неравномерностью 0,5дБ;
5 – фильтр Чебышева с неравномерностью 3дБ.

Фильтр Чебышева отпадает сразу – не глядя даже на то, что крутизна спада у него выше, чем у фильтров Бесселя и Баттерворта (рис. 13, кривая 4). Мы видим неравномерность в полосе пропускания. Эта неравномерность может составлять от 0,5дБ до 3дБ. Чем резче спад АЧХ за частотой среза, тем выше неравномерность в полосе пропускания. При импульсном воздействии на фильтр очень высокие колебания переходного процесса (рис. 14, кривые 4, 5).
Оптимальная переходная характеристика наблюдается у НЧ фильтра Бесселя. Это имеет место в силу того, что фазовый сдвиг выходного сигнала фильтра Бесселя пропорционален частоте входного сигнала[2]. Переходный процесс фильтра Бесселя почти не имеет колебаний. Увеличение порядка этого фильтра, начиная с 4-го, приводит к затуханию переходного процесса.
Для полноты картины взглянем еще на АЧХ группового времени задержки и фазового сдвига фильтров нижних частот 4-го порядка.

Рис. 15. АЧХ группового времени задержки и фазового сдвига фильтров нижних частот 4-го порядка.

1 – фильтр с критическим затуханием;
2 – фильтр Бесселя;
3 – фильтр Баттерворта;
4 – фильтр Чебышева с неравномерностью 0,5дБ;
5 – фильтр Чебышева с неравномерностью 3дБ.

Максимальное время задержки присуще фильтрам Чебышева и Баттерворта. Минимальное – фильтр с критическим затуханием и фильтр Бесселя.

Кроме НЧ фильтра нам нужен регулятор фазы – фазовый фильтр первого порядка — для согласования сабвуфера с фронтальной акустикой. В общем виде принципиальная схема фазового фильтра первого порядка имеет вид:

Рис. 16. Фазовый фильтр первого порядка.

(10), где

а1 — коэффициент фазового фильтра[2];
f0 — частота среза фазового фильтра, Гц.

Коэффициенты фазового фильтра до 10-го порядка приведены в [2] в таблице 13.9, с.220.
Изменяя сопротивление R мы можем установить любую величину фазового сдвига от 0° до -180° не изменяя амплитуду выходного сигнала. При этом, фазовый фильтр преобразуется в фазовращатель.
Кроме метода расчета НЧ фильтра по формулам (8) и (9), описанного выше, существует еще несколько способов. Один из них подробно описан в [28] для НЧ фильтров до 5-го порядка. Существует также специализированная программа для создания НЧ фильтров – FilterPro[1]. Производитель программного продукта – Texas Instruments. На работе самой программы останавливаться не будем, интерфейс программы интуитивно понятен. Плюс этого программного продукта в том, что мы можем указать допуск применяемых сопротивлений и емкостей. И тогда отпадает необходимость в подборе резисторов.
На закостенелости менталитета западных производителей НЧ фильтров мы не станем размениваться, и собираем НЧ фильтр Бесселя 10 порядка по схеме звена Салена-Ки с частотой среза 100Гц, с фазовращателем и активным регулятором громкости.
На рис. 17 приведена принципиальная электрическая схема НЧ фильтра Бесселя 10-го порядка с частотой среза 100Гц.

Рис. 17.

В качестве ОУ были выбраны ОУ импортного производства LM324. Плюсов у них много: 4 ОУ в одном корпусе DIP14. Выходы каждого ОУ расположены по углам корпуса (выв. 1, 7, 8, 14). Дву- и одно полярное питание, что важно при использовании НЧ фильтра в автомобиле. Широкий диапазон питающих напряжений. Малый ток потребления. Самое главное — в диапазоне до 500Гц более чем достаточное качество ОУ.
К принципиально схеме НЧ фильтра, сгенерированной программой FilterPro, добавляем простейший сумматор на двух резисторах на входе. В схему НЧ фильтра, в последнее звено, добавляем сдвоенный переменный резистор для регулировки чатоты среза НЧ фильтра. На выходе фильтра ставим наш фазовращатель и активный регулятор громкости. Окончательно, принципиальная электрическая схема имеет вид, приведенный на рис. 18.

Рис. 18.

Рис. 19. Усилитель мощности низкой частоты на микросхеме TDA1562Q

Переключатель SA1 предназначен для включения и выключения УМ, SA2 – для включения режима «MUTE». В качестве SA1 можно применить любой малогабаритный переключатель.
Элементы SA1, SA2, VD1 и VD2 выведены на переднюю панель НЧ фильтра и соединяются с печатной платой посредством монтажного провода. В качестве электролитических конденсаторов вольтдобавки (С5, С6) использованы емкости по 10000 мкФ и по питанию установлены емкости 4700мкФ (С9, С10). Это позволяет развить бОльшую мощность при прочих равных условиях. Как известно, при выключенном двигателе автомобиля напряжение бортовой сети составляет 12В. При работающем двигателе напряжение несколько повышается, до 14,5В, что обеспечивает прирост выходной мощности УМ. Для предыдущей модефикации – TDA1560Q – в datasheet присутствует зависимость, приведенная на рис. 20.

Рис. 20. Зависимость выходной мощности TDA1560Q от частоты при коэффициенте гармонических искажений 10% для различных значений электролитических емкостей вольтдобавки

В нашем случае, для микросхемы TDA1562Q зависимость, приведенная на рис. 20, будет отличаться незначительно. Только лишь надо вместо цифры «40» мысленно подставить значение «70» — именно такую максимальную выходную мощность по словам производителя обеспечивает TDA1562Q при напряжении питании 14,4В и сопротивлении нагрузки 4Ом, и пропорционально заменить промежуточные значения по оси Po(W).
Большинство элементов НЧ фильтра и УМ смонтировано на печатной плате. В свое время я изготовил парочку различных вариантов, в т.ч. «слим» версию.

Литература

1.http://focus.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=slvc003d&fileType=zip 
— программа FilterPro Ver.1.03.0003 от Texas Instruments для создания и моделирования НЧ фильтров до 10 порядка.
2. http://dmitriks.narod.ru/books/titsh2.rar, http://dmitriks.narod.ru/books/titsh3.rar — У.Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», М., «Мир», 1982.
3. http://www.the12volt.com/
4. http://www.the12volt.com/caraudio/boxcalcs.asp — расчет сабвуферов
5. http://sound.westhost.com/project103.htm — Subwoofer Phase Controller
6. http://www.realmofexcursion.com/videos.html — видео со звуком работы сабвуферов на головках известных мировых производителей
7. http://ra4a.narod.ru/portal/BA1.htm — Громкоговорители. Справочник.
8. http://radiotech.by.ru/Documentation/docum.htm — Документация, инструкции, описания.
9. http://www.bluesmobil.com/shikhman/ — страничка А. И. Шихатова.
10. http://dmitriks.narod.ru/books/books.html#ARTSCHEMES — П. Хоровиц У. Хилл «Искусство схемотехники», издание 5.
http://www.cxem.net/sound/dinamics/dinamics.php — Все об акустике — колонки, динамики, сабвуферы и др.
11. http://www.audioworld.ru/Links/links.html — Мир AUDIO — Электронное периодическое издание для аудиофилов и меломанов.
12. http://www.peps.ku.ru/audio/audio.html — Отечественные головки громкоговорителей
13. http://www.techhome.ru/catalog/auto/article_3674.html — Программы для расчета сабвуферов
14. http://radiotech.by.ru/Program/program.htm — Программы, связанные с электроникой.
15. http://forum.racing.kz/index.php?showtopic=1838 — Простой сабвуфер на 2х35ГДН-1-8
16. http://radiotech.by.ru/ — Портал радиоэлектроники. Конструкторские разработки.
17. http://www.artmech.com/pavel/sub/index.htm — Сабвуфер на 75ГДН-1-4.
18. http://radist.izmuroma.ru/shems/audio/aksystems/aksystems_10.php — 2х35ГДН-1-4
19. http://www.cxem.net/sound/amps/amp44.php — Схема автомобильного УНЧ на TDA1562Q.
20. http://www.cxem.net/sound/dinamics/dinamic55.php — Теория и практика ФИ.
21. http://library.espec.ws/section2/article80.html — Измерение параметров Тиля — Смолла в домашних условиях.
22. Ж-л «Радио», №12, 1999, с.21-22.
23. http://xopxe.narod.ru/articles/MesTune.htm — Об измерениях параметров TS динамиков в домашних условиях и один способ настройки фазоинверторов.
24. http://xopxe.narod.ru/articles/BasBox.html — Татевян Г.Р. О басах и корпусах. О том, как выбирать акустическое оформление динамика.
25. http://homesub.chat.ru/drive.htm — О параметрах T/S динамических головок.
26. Ж-л «Радио», №3, 1995, с.45-48, И. Романов, «Активные RC-фильтры:схемы и расчеты».
27. Ж-л «Радио», №8, 1986, с.51-22, В. Жбанов, «Настройка фазоинверторов».
28. Ж-л «Радио», №8, 1977, с.41-44, В. Карев, С. Терехов, «Операционные усилители в активных RC фильтрах».
29. http://dmitriks.narod.ru/books/books.html#BAS — В.К.Иоффе М.В.Лизунков «Бытовые акустические системы».
30. http://www.avtozvuk.com/az/Az_0800/p68-72-1.htm — Ж-л «Автозвук» № 8, 2000, «Право на передачу», А. Елютин, Ю. Евтушенко.
31. http://automoto.com.ua/articles/gd/sub3.stm.htm — Динамические головки низкочастотные.
32. М.Линовицкий, «Как сделать маленький бокс большим или кое-что о заполнении».


Фнч для саба на кр544уд2. Активные фильтры для сабвуферов. Активные типы фильтров

Здравствуйте уважаемые читатели. Хочу просить прощения за то, что пропал на все лето. Сами поймите, влюбился, провел все лето с девушкой, не мог писать статьи для вас

Вернемся к делу. Давно мечтал к своим 2.0 добавить сабвуфер, люблю басс, а тут на рынке совсем дешево за 150ГРН впарили хороший динамик НЧ 120Вт (Честных 35-40Вт). Принес домой подключил, мама дорогая, басы воспроизводит четко. Только вот надо теперь соорудить ФНЧ к нему, обрезать лишние частоты. Пошарив интернет, выбрал хорошую схему ФНЧ и качественную схему сумматора каналов

Раз идем мы по порядку, то начну я с сумматора каналов. Сначала хотел сделать смеситель каналов на двух резисторах 22к, но подумал, что будет нарушен баланс стерео, и отказался от глупой идеи. Сумматор выполнил на операционниках, как раз TL072 была под рукой.
Схема вот

С сумматором разобрались, теперь можно и перейти к ФНЧ. Выполнен он на 4-х операционниках:
1.Предвар, коэффициент усиления регулируется резистором R4. Кус.=R8/R4. Рекомендую поставить подстрочник и выставить нужное напряжения для вашего усилителя
2. Сабсоник 2-го порядка. Нужен для среза инфранизких частот до 18Гц. При таких частотах, на всю мощь катушка саба бьется о магнит, что приводит к порче динамика. К тому же ниже 20Гц человек не слышит
3. Сам ФНЧ с частотой среза 150Гц. Все выше срезает, это уже ВЧ и СЧ.
4. Это фазовращатель. Очень полезен для согласования саба с фронтом.
Питаю все это от стабилизированного блока питания +\-15В. Собирал исключительно для ФНЧ. О конструкции блока питания я вам расскажу в одной из следующих статей

Ну и собственно сама печатная плата. Сумматор и ФНЧ на одной плате. На плате так же есть места для фильтров, просто они не указаны в схеме
Еще на печатке не обязательны детали, отмеченные розовым, если ФНЧ и сумматор используются вместе. Вместо регулятора P1 использую два резистора по 1к. Выход на регулятор фазовращателя обозначен P2 . Выход на регулятор громкости P3

Печатку для ФНЧ и сумматора. Как в домашних условиях. В этой статье есть вся технология

Related Posts

Вынул из телевизоров динамики 3ГДШ-1, чтоб не лежали без дела решил сделать колонки, но так как внешний усилитель с сабвуфером у меня есть, значит, буду собирать сателлиты.

Всем привет, уважаемые радиолюбители и аудиоманы! Сегодня я расскажу как доработать высокочастотный динамик 3ГД-31 (-1300) он же 5ГДВ-1. Применялись они в таких акустических системах, как 10МАС-1 и 1М, 15МАС, 25АС-109…….

Здравствуйте уважаемые читатели. Да уж, давненько я не писал посты для блога, но со всей ответственностью хочу заявить, что теперь буду стараться не отставать, и буду писать обзоры и статьи…….

Здравствуйте уважаемый посетитель. Я знаю зачем вы читаете эту статью. Да да знаю. Нет что вы? Я не телепат, просто я знаю почему вы попали именно на эту страничку. Наверняка…….

И снова мой знакомый Вячеслав (SAXON_1996) Хочет поделится своей наработкой по колонкам. Слово Вячеславу Досталась как — то мне одна колонка 10МАС с фильтром и высокочастотным динамиком. Я долго не…….

При использовании современной магнитолы с акустикой чувствительностью 89 дБ и выше уровень громкости обычно вполне достаточен. Поэтому первый (бюджетный) усилитель, как правило, предназначается в первую очередь для сабвуфера. Обычно там есть блок формирования сигнала, но его возможности ограничены. Чаще всего фильтры имеют фиксированную частоту среза. А специализированный усилитель с плавно перестраиваемыми фильтрами — это вещь уже не бюджетная.

Предлагаемые схемы предназначены как раз для таких случаев. Большинство из них были разработаны «по просьбе трудящихся. Поэтому, кстати, мало рисунков печатных плат — это дело сугубо индивидуальное, зависит от деталей и компоновки в целом. Но платы зависит многое, в том числе и количество «граблей», на которые наступит радиолюбитель при повторении, поэтому все дополнения только приветствуются. Я пока проектирую платы только для конструкций «личного употребления», на все нет времени…

При разработке ставилось два условия:

  • обойтись только однополярным питанием 12 вольт, чтобы не связываться с изготовлением преобразователей и не лезть за повышенным напряжением внутрь усилителя
  • схема должна быть предельно простой и не требовать для повторения особой квалификации.

Первая схема предназначена для простейших установок. Поэтому ее характеристики далеки от идеала, но возможности вполне достаточны. Большой диапазон перестройки частоты частоты среза позволяет использовать сабвуфер практически с любой акустикой. Если у магнитолы нет линейных выходов — не беда. Схема может работать и с «колоночных» выходов магнитолы. Для этого нужно только увеличить сопротивление резисторов R1,R2 до 33…100 кОм.

При широкой полосе частот, воспроизводимых сабвуфером, для «стыковки» звучания с фронтальной акустикой необходимо использовать регулируемый фазовращатель. Схема простейшего сумматора с фазовращателем приведена на следующем рисунке. По сравнению с предыдущей схемой пределы перестройки частоты среза несколько сужены, все остальные рекомендации остаются в силе. Печатная плата не приводится — пусть это будет «домашним заданием».


Однако возможности простейших схем ограничены. Пассивный сумматор дает большое затухание сигнала, что заставляет использовать максимальную чувствительность усилителя. Кроме того, при работе от небуферизованного линейного выхода магнитолы (а в бюджетных линейках они все такие) возможно ухудшение разделения стереоканалов из-за невысокого входного сопротивления сумматора.
Поэтому нужно перейти к активному смесителю сигналов левого и правого каналов. Удобнее всего выполнить его на полевых транзисторах — при использовании транзисторов с напряжением отсечки более 3 вольт (КП303Г, КП303Е) необходимый режим работы достигается без смещения на затворе. В таком случае разделительный конденсатор на входе необязателен. А это дополнительное повышение качества звучания. Да и сами полевые транзисторы «благороднее».


Если встроенный фильтр усилителя устраивает, схему можно упростить.


И, наконец, когда есть все, что нужно и нужен только фазовращатель.


Наконец, если сабвуфер представляет сообой что-то более сложное, чем закрытый ящик, в канал усиления нужно включить фильтр обрезки инфранизких частот. Правда, для увеличения добротности пришлось выполнить его по схеме третьего порядка, хотя АЧХ соответствует второму.


В тех случаях, когда нужно встроить блок формирования сигнала сабвуфера непосредственно в усилитель, есть смысл перейти на двухполярное питание ОУ. Ниже приводится вариант схемы, дополненный входом высокого уровня и регулятором усиления. Резистор R18 определяет минимальный уровень выходного сигнала. Если нужно снижать его до нуля, резистор следует заменить перемычкой или снизить сопотивление до 100-200 Ом. Входные каскады и фильтр остались практически без изменений, но благодаря увеличению напряжения питания до 15 В несколько повышена перегрузочная способность. Небольшое изменение номиналов фильтра увеличило его добротность, как следствие — повысилась крутизна АЧХ непосредственно в зоне перегиба. При широкой полосе она приближается к фильтру третьего порядка. При налаживании нужно добиться, чтобы постоянное напряжение на эмиттере транзистора VT3 составляло 6-7 вольт.
Если нужно увеличить коэффициент передачи этого фильтра, можно зашунтировать резисторы в истоках полевых транзисторов электролитическими конденсаторами емкостью от 10 мкф и выше. Усиление возрастет примерно в 3 раза, но есть риск появления искажений.


Детали и монтаж
Для плавной регулировки частоты среза нужны резисторы с нелинейной зависимостью сопротивления (тип Б). В среднем пложении движка сопротивление одной половины «подковки» у них заметно больше, чем у другой. Включить их нужно так, чтобы движок закорачивал секцию с бОльшим сопротивлением.
Керамические конденсаторы в звуковом тракте использовать нельзя из-за микрофонного эффекта, их можно ставить только в цепи питания. Из недорогих и доступных лучше всего использовать полипропиленовые, фторопластовые или лавсановые. Например, К73-17 (от 0,01 до 6,8 мкф, напряжение от 50 до 630В, цена от 0,5 до 8 р за штуку в зависимости от размера и допуска). Конденсаторы нужно подобрать в пары с минимальным разбросом (важно не точное значение емкости, а рассогласование по каналам). Многие современные мультиметры позволяют измерить емкость непосредственно. Если такой возможности нет, лучше использовать конденсаторы с допуском 5%.
Полевые транзисторы по каналам нужно подбирать в пары по начальному току стока и напряжению отсечки. Если нет такой возможности, лучше использовать транзисторы из одной партии — в пределах упаковки разброс параметров обычно невелик. Вместо КП303 можно использовать сборки серии КПС, там идентичность пар обеспечивается технологически. Вместо КТ3102Е можно использовать любые другие n-p-n транзисторы с коэффициентом передачи тока более 50. Словом, возможности для творчества открываются широкие…
Чтобы избежать наводок, у транзисторов КП303 нужно соединить с общим проводом «земляную» ножку транзистора (вывод корпуса). Входные делители также должны быть как можно ближе к транзистору, чтобы в цепи «делитель-затвор» не было длинных проводников. Особенно важно это при высоком сопротивлении делителя.

Источник http://www.bluesmobil.com/shikhman/ А. И. Шихатов 1999-2003

Многие киноманы хотят иметь личный домашний кинотеатр, однако не все могут позволить себе такую прихоть. Каждый выходит из такой ситуации по-своему: кто-то приобретет простые китайские колонки, кто-то приспособит для басов акустику советского производства, ну а самые продвинутые, владеющие познаниями в радиотехнике, сконструируют сабвуферный низкочастотный канал самостоятельно. Тем более что это довольно-таки несложно.

Общие сведения

Рассмотрим, что же представляет собой обычный сабвуфер. По сути, это простой активный фильтр на вход которого подаются сигналы от (правый и левый каналы), усилитель и НЧ-динамик. В этой статье мы рассмотрим самый сложный элемент устройства — схему, которая позволяет самостоятельно собрать фильтр НЧ для сабвуфера. Такие устройства воспроизводят частоты, не превышающие 40 Герц. Их используют совместно с сателлитными громкоговорителями небольшого размера. Сабвуферы бывают активными и пассивными. Последние представляют собой низкочастотную головку, подключенную к общему усилителю. Такого рода приборы малоэффективны и непопулярны. Совсем другое дело — первый вариант. В таких устройствах электронный разделительный активный фильтр НЧ для сабвуфера и отдельный отделяют басы от сигнала, который подается на основные громкоговорители непосредственно в том месте подаваемого тракта, где фильтрация данного сигнала внесет наименьший уровень нелинейных искажений, по сравнению с фильтрацией выходного усилителя мощности. Добавление отдельного усилителя в сабвуферный канал значительно увеличит динамический диапазон, а также освободит усилитель средних и высоких частот от дополнительной нагрузки.

Фильтр для сабвуфера: схемы

Читателю для рассмотрения предлагается три варианта схем такого устройства. В первой схеме предложен простейший фильтр для сабвуфера, выполненный в виде сумматора на одном транзисторе. Серьезного качества звучания с таким устройством добиться не получится, зато, благодаря своей простоте, оно прекрасно подойдет начинающим радиолюбителям. А вот фильтр для сабвуфера, представленный в следующих двух вариантах, с большим успехом зарекомендовал себя как устройство с отличными характеристиками. Такие устройства устанавливают непосредственно после линейного выхода источника и входа усилителя мощности. Фильтр для сабвуферахарактеризуется низким уровнем шумов, малым энергопотреблением, а также широким диапазоном напряжения питания.

Заключение

Подводя итоги, скажем, что добавление типа значительно снижает нижнюю границу воспроизводимых частот, повышает чистоту звучания на средних частотах и обеспечивает довольно высокий уровень громкости без искажений. Устранение из спектра основного воспроизводимого сигнала, поступающего на сателлиты, низких частот позволяет им звучать чище и громче. Это объясняется тем, что конус головки низкой частоты не колеблется с большой амплитудой, пытаясь воспроизвести басы и тем самым внося искажения в сигнал.

При сборке усилителей для автомобилей на микросхемах TDA 7293 или TDA 7294 иногда возникает необходимость в компактом блоке фильтра, желательно чтобы был простым и понятным, а также имел нормальные характеристики и являлся одновременно сумматором. Именно в этой статье и предоставляю такую поделку и схему.

Схема собрана всего на одном биполярном, маломощном транзисторе. Можно конечно использовать для сабвуфера и пассивный фильтр, например всего из одного фильтра LC, он мог бы отфильтровать звук до частоты 20-150 Гц, но это не целесообразно, так как на выходе получим то же самое, что и на входе. Вот именно поэтому нам и нужно первоначальный звук хорошо отфильтровывать.

Почему применяют фильтры НЧ, да потому что при фильтрации, так сказать с каждой ступенькой номинал звука уменьшается на входе в сотни раз, и когда подаём этот номинал на сабвуфер, его не достаточно или просто не хватает для нормальной раскачки.

В приведённой в этой статье схеме, происходит практически тоже, но за исключением того, что стоит один транзистор, на котором собран предварительный усилитель, и который уже “отфильтровал” звуковой сигнал и усилил его для подачи на конечный усилитель.

печатка для тех, кто собирается травить плату.

На входе фильтра собран сумматор, который суммирует оба канала, и в последствии сигнал поступает в пассивный фильтр с частотой среза 150 Гц. Фильтр второго канала имеет усилитель на выходе. Есть и особенность данной схемы, в том что можно регулировать срез от 15 до 30 Гц.

Схема не требует к себе каких-либо наладок или подстроек. Единственная подстройка это частота среза, которую можно настроить под себя, под свой вкус, так как в схеме есть сдвоенный регулятор 100 кОм (можно взять номинал от 47 до 2200 кОм).

Схема прекрасно работает с любыми усилителями мощности звук.частоты, как с маломощными 12-Воль-ми, так и с мощными двуполярными.

Отечественные или импортные транзисторы, прекрасно себя чувствуют в этой схеме, так что тут выбор за вами.

И ещё хочу отметить один момент, если у вас сложилась ситуация, которая требует обратиться в автосалон, то сперва узнайте о нём прочитав отзывы. Лучше ехать, когда знаешь куда едешь…

Так как сабвуфер отвечает у нас за воспроизведение низких частот, нам необходимо «отсеить» сигналы низкой частоты из общего диапазона звука. Для этого используются так называемые фильтры нижних частот, сокращенно ФНЧ. Схем его построения существует масса, подразделяются они на пассивные и активные.

Пассивные фильтры состоят из обычных типовых элементов: конденсаторов, индуктивностей, резисторов и не имеют никаких внешних источников питания, т.е. непосредственно фильтруют нижние частоты и задерживают высокие.

Поэтому всегда ставятся после усилителя на выходе, в чем и есть сложность его сборки, потому что требует сборки усилителя, что для неспециалиста является довольно сложной задачей. Активные же фильтры построены на интегральных микросхемах, требуют дополнительного источника энергии, но в отличии от пассивных выполняют сразу две функции усиления и фильтрации.

На схеме построен активный фильтр на основе операционного усилителя BA4558, с помощью навесных элементов делаем активный фильтр нижних частот с верхней границей 100 Гц, т.е. любые частоты выше 100 Гц не усиливаются и не поступают на выход. Подстроечным резистором регулируется громкость звука, т.е. меняется коэффициент усиления сигнала.

Запитывать микросхему в обязательном порядке следует через ограничительный резистор, как показано на схеме, номинал резистора зависит от питания и тока потребления выбранного операционника.

В случае если питание берется от аккумулятора необходимо поставить стабилитрон на 12 В, как показано на схеме во избежание отказа микросхемы. Остальные тонкости сборки можете посмотреть на видео.

Активный фильтр низких частот сабвуфера

Рис. 1: Плата активного фильтра нижних частот сабвуфера.

В этой статье представлен простой активный фильтр нижних частот второго порядка с регулируемой частотой среза от 20 до 200 Гц. Схема, в которой используется один источник питания, работает с аудиосигналом малой мощности (то есть с линейными уровнями аудиосигнала) и предназначена в качестве фильтрующего элемента перед усилителем мощности звука, управляющим громкоговорителем сабвуфера. Дизайн основан на традиционной топологии Саллена-Ки, которая предлагает простые вычисления и реализацию, хотя коэффициент качества невысок.Более простой альтернативой этой схеме является пассивный фильтр нижних частот сабвуфера.

1 — Характеристики цепи

Рисунок 2: Принципиальная схема

Поведение фильтра было проверено как с помощью моделирования LTSpice, так и с помощью необработанных измерений с помощью звуковой карты ПК и программного обеспечения Visual Analyzer. На следующих изображениях модули передаточных функций представлены в случае установки потенциометра на самую низкую частоту среза (Рисунок 3) и максимальную частоту среза (Рисунок 4).Можно отметить, что две кривые в основном равны, за исключением высоких частот, где низкая чувствительность звуковой карты и шум не позволяют провести точное измерение. Наклон всегда составляет -40 дБ за декаду из-за фильтра второго порядка. Рисунок 3: Модуль передаточной функции схемы в дБ в случае частоты среза 20 Гц, полученный путем измерения в реальной цепи с помощью звуковой карты ПК и программного обеспечения Visual Analyzer. Разница между двумя кривыми на высоких частотах связана с низкой чувствительностью и шумом звуковой карты компьютера.По оси абсцисс использована логарифмическая шкала. Если частота среза составляет 20 Гц, резонансный пик отсутствует; напротив, этот пик появляется при f c = 200 Гц. Это согласуется с процессом проектирования, описанным в разделе 2, поскольку неравенство, допускающее отсутствие пика, было оценено для R P = R до , то есть для f c = 20 Гц. Пик резонанса в любом случае приемлем. Рис. 4: Модуль передаточной функции схемы в дБ в случае частоты среза 200 Гц, полученный путем измерения реальной схемы с помощью звуковой карты ПК и программного обеспечения Visual Analyzer.Разница между двумя кривыми на высоких частотах связана с низкой чувствительностью и шумом звуковой карты компьютера. По оси абсцисс использована логарифмическая шкала.

Отрицательной стороной фильтра является плохо сбалансированный потенциометр: линейное изменение его сопротивления не соответствует линейному изменению частоты среза. Ниже представлена ​​зависимость частоты среза от сопротивления потенциометра. Рис. 5: Изменение частоты как функция потенциометра.

2 — Строительные заметки

Реализация схемы несложна, так как использовались очень распространенные компоненты, ее размер и сложность невелики. Плата, показанная на рисунке 1, имеет размеры 4 см x 5 см и, следовательно, является частью европейского стандарта Eurocard, который имеет размер 160 мм x 100 мм. Разъемов три: один для аудиовхода, один для аудиовыхода и один для источника питания.

Рис. 6: Шелкография и печатная плата фильтра.

3 — Модификация стереовхода

Схема изначально была спроектирована так, чтобы иметь моновход. Самые низкие частоты, обозначенные значком, обычно одинаковы для правого и левого стереоканалов, поскольку наши уши не могут различить их пространственное происхождение. По той же причине обычно используются два динамика, один для правой стороны и один для левой стороны, для средних и высоких частот, но только один сабвуфер в центре. По просьбам в комментариях предлагается два решения:

  • Подключите ко входу фильтра только левый канал (L канал), так как басовые сигналы одинаковы на обоих каналах;
  • Измените схему, как показано на рис. 7;

При модификации схемы входное сопротивление R z и конденсатор CP1 не следует припаивать, а вместо них ставить два резистора с удвоенным значением вместе с их разделительными конденсаторами.Рис. 7: Модификация входа фильтра для получения стереовхода. R z и CP1 должны быть заменены двумя резисторами, включенными параллельно с двойным значением, вместе с их разделительными конденсаторами.

4 — Конструкция: каскад развязки и поляризации

Первый каскад схемы представляет собой неинвертирующий усилитель, который обеспечивает развязку входных напряжений фильтра и смещение сигнала путем суммирования половины напряжения питания.В традиционном неинвертирующем усилителе V IN подключается непосредственно к неинвертирующему выводу операционного усилителя; в этой конфигурации усиление составляет: В этом случае V IN — это напряжение после резистивной сети, составленное из R 1 , R 2 и R z . Чтобы вычислить V IN1 , мы можем использовать наложение эффектов, следуя процедуре, аналогичной той, которая обычно используется для определения поляризации в схемах традиционных биполярных транзисторов.Напряжение будет суммой двух элементов: составляющей V 1 IN , относящейся к входному напряжению V IN , и V 1 alim , полученным из напряжения источника питания V alim . :

Чтобы найти значение V 1 alim , можно рассматривать конденсатор C P1 как разомкнутую цепь, так как V alim — это постоянное напряжение: Тогда как для определения напряжения V 1 IN мы можем считать V alim = 0 В, и поэтому мы можем заменить источник питания коротким замыканием (как того требует метод наложения): Суммируя два результата, получаем:

Коэффициент усиления неинвертирующего усилителя не зависит от сопротивлений, которые фигурируют в выражении V IN1 , и поэтому для простоты мы можем положить его равным константе: Таким образом, общий коэффициент усиления неинвертирующего каскада составляет:

4.1 — Выбор значений компонентов

Чтобы найти значения компонентов, мы можем сделать некоторые краткие соображения: мы решаем, что напряжение V IN сообщается без изменений на выходе; для правильной поляризации сигнала необходимо суммировать половину напряжения источника питания с V IN ; наконец, мы выбрали α = 2, поскольку это позволяет нам использовать R F = R G . Теперь мы можем написать систему уравнений на основе коэффициентов усиления V IN e V alim : И, решая ее, получаем: Чтобы завершить информацию о системе, мы можем вычислить входное сопротивление всей цепи: Выбирая R 2 = 33 кОм и учитывая приближение серии E12, мы получаем хорошие значения: R 1 = 100 кОм, R z = 22 кОм, R в = 63 кОм.

4.2 — Конденсаторы развязывающие

Конденсатор C P1 блокирует ток поляризации цепи, поэтому он не течет в устройство, подключенное ко входу. Другими словами, это фильтр верхних частот со следующей частотой среза: Мы предполагаем, что частота среза этого фильтра намного ниже минимальной рабочей частоты схемы, например 1 Гц. Поскольку R в = 66 кОм, получаем C = 2,5 мкФ.Конденсатор емкостью 47 мкФ более чем достаточен для развязки. Аналогичные соображения можно сделать для C P2 , заменив на R в сопротивление нагрузки; это сопротивление будет довольно высоким, так как это вход усилителя.

5 — Конструкция: фильтр

Следующий этап — настоящий фильтр. В Интернете существует множество доказательств для вычисления его передаточной функции, среди которых одно из Википедии: топология Саллена-Ки. Вот: где R P — значение, принимаемое потенциометром P 1 .Анализируя этот многочлен, можно извлечь некоторые математические выражения, полезные в процессе проектирования.

5.1 — Расчетные уравнения

Если знаменатель имеет два действительных полюса, диаграмма Боде передаточной функции начнет понижаться на первом полюсе с наклоном -20 дБ / декада; на втором полюсе крутизна уменьшится до конечного значения -40 дБ / декада. Если, наоборот, знаменатель имеет два полюса комплексного сопряжения, будет присутствовать только одна частота среза с асимптотическим наклоном -40 дБ / декада.Это лучшее состояние для фильтра. Чтобы получить это с математической точки зрения, мы предполагаем, что знаменатель имеет отрицательный дискриминант: В этом случае частота среза равна:

Для определения размера компонентов фильтра мы можем использовать выражение его частоты среза. Когда потенциометр находится в конце или в начале, R P будет равняться , что является общим сопротивлением потенциометра, или будет 0 Ом. В этих двух случаях результирующие частоты среза будут соответствовать минимальному или максимальному допустимому, а именно f 0 = 20 Гц и f 1 = 200 Гц.Формула частоты среза сводится к: Подставляя предельные частоты и решая систему уравнений, составленную из двух предыдущих уравнений, получаем:

Другое расчетное условие может быть получено с помощью выражения добротности. Если передаточная функция имеет комплексно сопряженные полюса, может возникнуть резонансный пик на частоте среза. Чтобы удалить этот пик, необходимо ограничить добротность фильтра Q:

5.2 — Графический выбор значений компонентов

Вернемся к полезным уравнениям, написанным до сих пор: По порядку, это уравнение, полученное из минимальной и максимальной частоты среза, условия дискриминанта для наличия комплексно сопряженных полюсов и условия добротности для избежания резонансных пиков.

Первое из трех уравнений содержит все значения компонентов, которые необходимо вычислить. Чтобы выбрать их легко и интуитивно, кривая была построена графически, задав параметры C 1 e C 2 , R A по оси абсцисс и R B по оси ординат. На том же графике область, где верно первое неравенство об отрицательном дискриминанте, была окрашена в зеленый и желтый цвета; область, окрашенная только зеленым цветом, — это место, где проверяется второе неравенство об ограничении добротности.Два неравенства оцениваются при условии, что потенциометр имеет максимальное значение, то есть R P = R до = 99R A . Окончательный график, построенный с помощью Производного 6, показан на следующем рисунке для C 1 = 4,7 мкФ и C 2 = 100 нФ: Рис. 8: График, используемый на этапе проектирования для выбора компонентов фильтра. Установив параметрические значения для C 1 и C 2 , можно построить график.Значения R A и R B можно выбрать в зеленой зоне, то есть в зоне, где оба неравенства верны. Значения, например, следующие: R A = 1,2 кОм, R B = 1,2 кОм, R до = 120 кОм.

Библиография и другие документы

  1. Пассивный фильтр нижних частот сабвуфера
  2. Топология Саллена-Ки
  3. Европейский стандарт Eurocard
  4. Визуальный анализатор
  5. LTSpice

Схема фильтра нижних частот для сабвуфера

В сообщении объясняется простая схема фильтра нижних частот, которая может использоваться в сочетании с усилителями сабвуфера для получения резких срезов или низких частот в регулируемом диапазоне частот 30 и 200 Гц.

Как это работает

Несколько схем фильтра нижних частот для сабвуфера представлены повсюду в сети, однако этот пример является усовершенствованным.

В схеме, представленной здесь, используется высокоэффективный операционный усилитель TL062 от ST Micro electronics. TL062 — это двойной операционный усилитель J-FET с высоким входным сопротивлением, демонстрирующий минимальное энергопотребление и большую скорость нарастания напряжения.

Операционный усилитель обладает выдающимися цифровыми атрибутами, а также исключительно совместим с этой схемой.

Между двумя операционными усилителями внутри TLC062 один подключен в виде смесителя с каскадом предварительного усилителя. Левый / правый каналы связаны с инвертирующим входом IC1a для микширования.

Коэффициент усиления первого каскада можно настроить с помощью POT R3. Выход 1-го каскада подключается к входу следующего каскада через схему фильтра, содержащую части R5, R6, R7, R8, C4 и C5.

Второй операционный усилитель (IC1b) функционирует как буфер, а отфильтрованный выходной сигнал может быть получен на выводе 7 TLC062.

Если вы хотите создать свой собственный фильтр нижних частот с помощью одной микросхемы IC 741 и настроить его, то следующее обсуждение может помочь!

Простая схема активного фильтра нижних частот с использованием микросхемы IC 741

В электронике схемы фильтров в основном используются для ограничения прохождения определенного диапазона частот, в то же время допуская использование некоторого другого диапазона частот в последующих каскадах схемы.

Типы фильтров нижних частот

В первую очередь существует три типа частотных фильтров, которые используются для вышеупомянутых операций.

Это: фильтр низких частот, фильтр высоких частот и полосовой фильтр.
Как следует из названия, схема фильтра нижних частот позволяет использовать все частоты ниже определенного установленного диапазона частот.

Схема фильтра верхних частот разрешает только частоты, которые выше, чем предпочтительный установленный диапазон частот, в то время как полосовой фильтр разрешает только промежуточную полосу частот переходить к следующему этапу, запрещая все частоты, которые могут быть вне этого диапазона. установить диапазон колебаний.

Фильтры обычно изготавливаются с двумя типами конфигураций, активным типом и пассивным типом.
Фильтр пассивного типа менее эффективен и включает сложные цепи катушек индуктивности и конденсаторов, что делает устройство громоздким и нежелательным.

Тем не менее, они не требуют для работы каких-либо требований к мощности, а это преимущество слишком мало, чтобы считаться действительно полезным.

В отличие от этого активного типа фильтры очень эффективны, могут быть оптимизированы до точки и менее сложны с точки зрения количества компонентов и расчетов.

В этой статье мы обсуждаем очень простую схему фильтра нижних частот, которую попросил один из наших заядлых читателей мистер Буржуазия.

Глядя на принципиальную схему, мы можем увидеть очень простую конфигурацию, состоящую из одного операционного усилителя в качестве основного активного компонента.
Резисторы и конденсаторы имеют дискретные размеры для отключения 50 Гц, что означает, что никакая частота выше 50 Гц не может проходить через цепь на выход.

Принципиальная схема

Фильтр нижних частот сабвуфера с использованием транзисторов

На принципиальной схеме показана схема активного фильтра нижних частот, которой можно назначить любую предпочтительную точку отсечки в большом диапазоне, легко вычислив пару величин для четыре конденсатора.Фильтр включает RC-сеть и пару NPN / PNP BJT.

Указанные характеристики транзисторов могут быть сразу заменены некоторыми другими разновидностями без изменения функциональности схемы. Используемое напряжение питания должно быть в пределах от 6 до 12 В.

Значения конденсаторов, выбранные для C1 — C4, определяют частоту среза. Эти величины могут быть получены из следующих двух формул:

C1 = C2 = C3 = 7,56 / fC

C4 = 4.46 / fC

Здесь fC обеспечивает желаемую частоту среза (в герцах). В этой формуле амплитудный отклик уменьшается на 3 дБ, а значения для C1 — C4 рассчитываются в микрофарадах (если мы будем использовать единицы измерения в кГц, результат будет представлен в значениях нанофарад, а при установке МГц будут получены единицы пикофарад.) Например, рассчитанный эффект показан для фильтра, построенного с C1 = C2 = C3 = 5n6 и C4 = 3n3.

«Точка -3 дБ» в этом сценарии развивается на частоте 1350 Гц.На октаву больше, при 2700 Гц затухание уже составляет 19 дБ.

Для технического объяснения схемы вы можете обратиться к данным, представленным здесь.

Фильтр низких частот — сабвуфер

Акустический спектр расширен за счет очень низких частот 20Iz и достигает 20000Iz на высоких частотах. На низких частотах ухудшается чувство направления. По этой причине мы используем динамик для присвоения очень низких частот. Производство, которое мы вам предлагаем, различает эти частоты, для того, чтобы к нему мы привели к соответствующему усилителю.Акустические фильтры встречаются в различных точках звуковой системы. Самыми известными приложениями являются фильтры baxandal для регулирования низких и высоких частот тона и фильтры кроссовера, где акустическая область разделена на подобласти, чтобы она опережала соответствующие громкоговорители. Приложение, которое мы вам предлагаем, представляет собой простой фильтр области, который ограничивает акустическую область (20-20000 Гц) в области 20-100 Гц.

С производителем, который мы предлагаем, вы можете сделать активный фильтр, чтобы вы управляли громкоговорителем очень низких частот.Таким образом, вы разместите один динамик большего размера между динамиками HIFI в вас. Для того, чтобы вы имели полное представление о звуке, вам также понадобится соответствующий усилитель. Во входе схемы вы подключите два выхода предусилителя или выход линии какого-либо предусилителя. В производственной схеме предусмотрен выход для подключения силовой цепи сабвуфера. Если по какой-то причине у вас нет места для размещения третьего динамика в зоне слышимости, вы можете выбрать динамик меньшего размера.Результат будет зависеть от типа музыки, которую вы слышите. Если на самом деле у вас есть место, то после того, как вы сделаете фильтр и останетесь благодарными, вы можете его порекомендовать в своих друзьях или все же сделать то же самое для своих друзей.

Принципиальная схема

В форме появляется теоретическая схема фильтра. На первый взгляд мы видим три разные схемы, которые в основном изготавливаются на двух операционных усилителях. Эти схемы представляют собой смешанный усилитель с регулируемым усилителем и регулируемым фильтром.Для производственного конца необходим контур общепита с рабочей тенденцией кейтеринга, равной ± 12. операционные усилители, составляющие активные элементы для этих схем, являются двойными операционными усилителями, такими как TL082 и NE5532. Эти операционные усилители принадлежат к семейству, снабженному транзисторами эффекта полевого IFET в своих входах. Каждый член семейства выделяет в своей схеме биполярный транзистор и эффект поля. Эти схемы могут работать в его высокой тенденции, потому что они используют транзисторы высокой тенденции.Также они имеют высокий ритм подъема (скорость нарастания), низкий ток поляризации для входов и мало зависят от температуры. В рабочем состоянии эти усилители имеют ширину полосы пропускания с единичным усилением 3 МГц. Другим важным элементом для их выбора является большой отказ от шума, когда он присутствует в линии общественного питания.

Цена брака больше 80дБ, потребление небольшое, от 11 до 3 мА. Они продаются внутри в двух словах с восемью контактами и двумя операционными усилителями. В той же линейке в двух словах 14 контактов они включают четыре рабочих, В торговле они продаются с кодами TL074, TL084 и TL064, В двух словах они продаются с восемью контактами. операционные усилители TL061 TL071 kajTL081.При изготовлении мы использовали TL082, имеющий два рабочих. Сначала работает от TL082, он работает как усилитель и смешивается для двух каналов. В его отрицательной записи он существует один маленький, смешанный с двумя сопротивлениями. Потенциометр на этой ступеньке определяет вспомогательную схему. В точке этого левого крыла и правого канала предусилителя добавлены средства двух сопротивлений. В непрерывном режиме операционный усиливает сигнал с помощью, зависящей от цены потенциометра.

Место бегуна пропорционально с помощью схемы. Второй операционный усилитель является заводским фильтром. Фильтр акустической частоты второго класса выполнен из материалов, окружающих операционный усилитель. Фильтр низкопроходный с переменной частотой отсечки. Эта частота может быть изменена и брать цены с очень низкой частоты 30 Гц или все еще выше 150 Гц. Частота отключения фильтра зависит от цены на элементы схемы.Изменяя значения элементов, мы можем получить частоту отсечки 150Iz, 130Iz, J00Iz, 7Ïz, 6Íz даже 3Íz, по этой цене они могут быть достигнуты простым вращением двойного потенциометра. Схема фильтра была сделана вокруг одного операционного усилителя, который завершил TL082, то есть двойного операционного усилителя. На выходе фильтра подключим штекер расхода, куда подключается усилитель. На выходе из схемы представлен ограниченный по ширине частот сигнал, который мы подаем на вход схемы.

Производство

Детали
R1 = 39 кОм
R2 = 39 кОм
R3 = 47 кОм
R4 = 10 Ом
R5 = 22 кОм
R6 = 4,7 кОм
R7 = 22 R8 =
R7 = 22 кОм 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

Для изготовления вам потребуется распечатка, которая появляется в форме.Здесь вы разместите материалы в следующей форме. Материалов достаточно, а легкость может привести к определенным ошибкам. Однако с небольшим вниманием вы можете его избежать. Если они представляются разностными неисправностями, вы внимательно проверяете схему. Схема, как мы уже сказали, представляет собой фильтр, и если они используются материально хорошей точности и качества, особенно для конденсаторов. Конденсаторы фильтров будут иметь допуск 5%. Конечно, производство также будет работать с материалом более низкого качества, испытание производства может быть выполнено с помощью акустического сигнала генератора. Мы применяем генератор на входе производства и измеряем с помощью вольтметра тенденцию на выходе из фильтра.Если мы изменим потенциометр и изменим тенденцию, то все будет хорошо.

автор: Сулис Папанастасиу
электронная почта: [email protected]
сайт: http://www.techline.gr/

Лучшие активные фильтры для схемы сабвуфера. Активный фильтр нижних частот (ФНЧ) для сабвуфера

Многие кинозрители хотят иметь собственный домашний кинотеатр, но не каждый может позволить себе это увлечение. Каждый выходит из этой ситуации по-своему: кто-то купит простые китайские колонки, кто-то адаптирует акустику советского производства под басы, а самые продвинутые, обладая знаниями радиотехники, самостоятельно спроектируют низкочастотный канал сабвуфера. .Тем более, что это довольно просто.

Общая информация

Рассмотрим, что такое обычный сабвуфер. По сути, это простой активный фильтр, на вход которого поступают сигналы с (правого и левого каналов), усилителя и вуфера. В этой статье мы рассмотрим самый сложный элемент устройства — схему, позволяющую самостоятельно собрать ФНЧ для сабвуфера. Такие устройства воспроизводят частоты, не превышающие 40 Гц. Они используются вместе с небольшими сателлитными динамиками.Сабвуферы бывают активными и пассивными. Последние представляют собой низкочастотную головку, подключенную к общему усилителю. Такие устройства малоэффективны и непопулярны. Совсем другое дело — первый вариант. В таких устройствах электронный кроссоверный активный фильтр нижних частот для сабвуфера и отдельный фильтр отделяют басы от сигнала, который подается на основные громкоговорители непосредственно в точке подводимого тракта, где фильтрация этого сигнала внесет наименьшее количество уровень нелинейных искажений по сравнению с фильтрацией усилителя выходной мощности.Добавление отдельного усилителя к каналу сабвуфера резко увеличит динамический диапазон, а также освободит усилитель средних / высоких частот от дополнительной нагрузки.

Фильтр сабвуфера: схемы

Читателю предлагается на рассмотрение три варианта схем такого устройства. В первой схеме предложен простейший фильтр для сабвуфера, выполненный в виде сумматора на одном транзисторе. Серьезного качества звука с таким устройством добиться не получится, но в силу своей простоты он отлично подойдет начинающим радиолюбителям.Но фильтр для сабвуфера, представленный в следующих двух вариантах, с большим успехом зарекомендовал себя как устройство с отличными характеристиками. Такие устройства устанавливаются непосредственно после линейного выхода источника и входа усилителя мощности. Фильтр сабвуфера отличается низким уровнем шума, низким энергопотреблением и широким диапазоном питающих напряжений.

Заключение

Подводя итог, добавление шрифта значительно снижает нижний предел воспроизводимых частот, увеличивает четкость звука в среднем диапазоне и обеспечивает довольно высокий уровень громкости без искажений.Исключение низких частот из спектра основного воспроизводимого сигнала, поступающего на спутники, позволяет им звучать четче и громче. Это связано с тем, что диффузор низкочастотного динамика не колеблется с большой амплитудой, пытаясь воспроизвести басы и тем самым искажая сигнал.

То, о чем мы сейчас поговорим, как следует из названия статьи, это самодельный усилитель для сабвуфера, в народе называемый «саб». Устройство имеет активный фильтр нижних частот на базе операционных усилителей и сумматор, обеспечивающий ввод сигнала со стереовыхода.

Поскольку сигнал для схемы берется с выходов громкоговорителей, нет необходимости создавать помехи для операционного усилителя. Прием сигнала из динамиков имеет еще одно преимущество, а именно позволяет поддерживать постоянное соотношение громкости сабвуфера и стереосистемы.

Естественно, усиление канала сабвуфера можно регулировать с помощью потенциометра. После фильтрации высоких частот и выделения низких (20-150 Гц) звуковой сигнал усиливается с помощью микросхемы TDA2030 или TDA2040, TDA2050.Это позволяет вам настроить выходную мощность низких частот по своему вкусу. В этом проекте успешно работает любой вуфер мощностью более 50 Вт на сабвуфер.

Схема фильтра с сабвуфером УМЗЧ


Принципиальная схема ФНЧ и сабвуфера УМЗЧ

Описание работы схемы усилителя

Стереосигнал подается на входной разъем через C1 (100 нФ) и R1 (2.2M) на первом канале и C2 (100nF) и R2 (2.2M) на другом канале.Затем он поступает на вход операционного усилителя U1A (TL074). Потенциометр P1 (220 кОм), работающий в цепи обратной связи усилителя U1A, регулирует усиление всей системы. Затем сигнал поступает на фильтр второго порядка с элементами U1B (TL074), R3 (68k), R4 (150k), C3 (22nF) и C4 (4,7 нФ), который работает как фильтр Баттерворта. По цепи C5 (220nF), R5 (100k) сигнал поступает на повторитель U1C, а затем через C6 (10uF) на вход усилителя U2 (TDA2030).

Конденсатор C6 отделяет постоянную составляющую сигнала предусилителя от усилителя мощности.Резисторы R7 (100 кОм), R8 (100 кОм) и R9 (100 кОм) служат для поляризации входа усилителя, а конденсатор C7 (22 мкФ) фильтрует напряжение смещения. Элементы R10 (4,7 кОм), R11 (150 кОм) и C8 (2,2 мкФ) работают в цепи отрицательной обратной связи и имеют задачу формирования спектральных характеристик усилителя. Резистор R12 (1R) вместе с конденсатором C9 (100 нФ) формируют выходную характеристику. Конденсатор C10 (2200 мкФ) предотвращает прохождение постоянного тока через динамик и вместе с импедансом динамика определяет нижнюю частоту среза всего усилителя.

Защитные диоды D1 (1N4007) и D2 (1N4007) предотвращают скачки напряжения, которые могут возникнуть в катушке динамика. Напряжение питания в пределах 18-30 В подается на разъем Zas, конденсатор C11 (1000 — 4700uF) является основным фильтрующим конденсатором (не экономьте на его емкости). Стабилизатор U3 (78L15) вместе с конденсаторами C12 (100 нФ), C15 (100 мкФ) и C16 (100 нФ) подает напряжение питания 15 В на U1. Элементы R13 (10k), R14 (10k) и конденсаторы C13 (100uF), C14 (100nF) образуют делитель напряжения для операционных усилителей, формируя половину напряжения питания.

Сборка сабвуфера

Припаивается вся система. Монтаж следует начинать с припайки двух перемычек. Порядок установки остальных элементов произвольный. В самом конце следует припаять конденсатор С11, так как он должен устанавливаться лежа (нужно соответственно согнуть ножки).


Плата для устройства

Входной сигнал должен быть подключен к разъему In с помощью витых проводов (витая пара). Микросхема U2 должна быть оснащена радиатором большого размера.

Схема должна питаться от трансформатора через выпрямительный диодный мост, конденсатор фильтра уже стоит на плате. Трансформатор должен иметь вторичное напряжение в пределах 16-20 В, но так, чтобы после выпрямления оно не превышало 30 В. К выходу должен быть подключен сабвуфер с хорошими параметрами — многое зависит от головы.

ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

Каждый хочет иметь дома свой персональный очень хороший домашний кинотеатр, что вполне оправдано при нынешних расценках на посещение публики, но не всем это удается.Кто-то довольствуется покупкой дешевых китайских колонок 2.1, кто-то адаптирует советскую акустику под басы. А низкочастотный канал сабвуфера делают самые продвинутые радиолюбители, меломаны. Тем более что процедура изготовления совсем не сложная. Штатный сабвуфер представляет собой активный фильтр нижних частот, питающий правый и левый каналы линейного выхода, многоваттный усилитель мощности и большой деревянный ящик с вуфером. Расчет и изготовление корпуса чисто столярные, можно Об этом читайте на других ресурсах, усилитель мощности тоже не проблема — с богатым ассортиментом всевозможных и… А вот на входе ФНЧ для усилителя канала сабвуфера, мы здесь подробно остановимся.

Как известно, сабвуфер воспроизводит частоты до 40 Гц и используется вместе с небольшими сателлитными колонками. Сабвуферы бывают пассивными и активными. Пассивный сабвуфер — это низкочастотный динамик, размещенный в корпусе, который подключен к общему усилителю. При таком способе подключения широкополосный выходной сигнал УМЗЧ подается на вход сабвуфера, а его кроссоверный фильтр удаляет низкочастотный сигнал из сигнала и подает отфильтрованный сигнал на громкоговорители.

Гораздо более эффективный и распространенный способ подключения сабвуфера — это электронный фильтр кроссовера и отдельный усилитель мощности, который отделяет басы от сигнала, поступающего на основные динамики, в том месте на пути, где фильтрация сигнала вносит гораздо меньше гармонических искажений. чем фильтрация выходного сигнала усилителя мощности. Кроме того, добавление отдельного усилителя мощности для канала сабвуфера значительно увеличивает динамический диапазон и освобождает усилитель основных СЧ и ВЧ каналов от дополнительной нагрузки.Ниже я предлагаю первый, простейший вариант ФНЧ для сабвуфера. Он выполнен в виде сумматора фильтров на одном транзисторе и с ним нельзя рассчитывать на серьезное качество звука. Оставим его сборку самым новичкам.

Но эти три варианта с равным успехом зарекомендовали себя как отличные фильтры для сабвуфера и некоторые из них установлены в моих усилителях.

Эти фильтры устанавливаются между линейным выходом источника сигнала и входом усилителя мощности сабвуфера.Все они обладают низким уровнем шума и потребляемой мощности, широким диапазоном питающих напряжений. В микросхемах использовались любые сдвоенные операционные усилители, например TL062, TL072, TL082 или LM358. К пассивным элементам предъявляются обычные требования в отношении деталей высококачественных аудиотрактов. На мой слух звук нижнего контура был особенно упругим и динамичным, сабвуфер с этой опцией слушаешь даже не ушами, а животом 🙂

Технические характеристики фильтра для сабвуфера:

  • Напряжение питания, В 12… 35В;
  • ток потребления, мА 5;
  • частота среза, Гц 100;
  • усиление в полосе пропускания, дБ 6;
  • Внеполосное затухание, дБ / 12 окт.

Фотографии плат фильтров сабвуфера предоставлены товарищем Dimanslm:

Добавление активного сабвуфера резко увеличивает динамический диапазон, снижает нижнюю частоту среза, улучшает чистоту средних частот и обеспечивает высокую громкость без искажений.Удаление низких частот из спектра основного сигнала, идущего на сателлиты, позволяет им звучать громче и четче, поскольку конус НЧ-динамика не колеблется с большой амплитудой, внося серьезные искажения, пытаясь воспроизвести басы.

При использовании современной магнитолы с акустикой с чувствительностью 89 дБ и выше уровня громкости обычно вполне достаточно. Поэтому первый (бюджетный) усилитель, как правило, предназначен в первую очередь для сабвуфера.Обычно там есть блок формирования сигнала, но его возможности ограничены. Чаще всего фильтры имеют фиксированную частоту среза. А специализированный усилитель с плавно настраиваемыми фильтрами — уже не бюджетная вещь.

Предлагаемые схемы предназначены именно для таких случаев. Большинство из них было разработано «по заказу рабочих». Поэтому чертежей печатных плат, кстати, немного — это дело сугубо индивидуальное, зависит от деталей и компоновки в целом.Но от платы зависит очень многое, в том числе и количество «граблей», на которые наступит радиолюбитель. с повторением, поэтому все дополнения только приветствуются. Пока проектирую платы только для дизайнов «личного пользования», на все некогда …

При разработке были поставлены два условия:

    ,
  • делать только с униполярным блоком питания на 12 вольт, чтобы не связываться с изготовлением преобразователей и не лезть за повышенное напряжение внутри усилителя
  • схема должна быть предельно простой и не требовать особой квалификации для повторения.

Первая схема предназначена для простейших инсталляций. Поэтому его характеристики далеки от идеала, но возможностей вполне достаточно. Широкий диапазон настройки частоты среза позволяет использовать сабвуфер практически с любой акустикой. Если в магнитоле нет линейных выходов, это не имеет значения. Схема может работать с «динамиковыми» выходами магнитолы. Для этого достаточно увеличить сопротивление резисторов R1, R2 до 33 … 100 кОм.

При широком диапазоне частот, воспроизводимых сабвуфером, необходимо использовать регулируемый фазовращатель, чтобы «согласовать» звук с передней акустикой. Схема простейшего сумматора с фазовращателем представлена ​​на следующем рисунке. По сравнению с предыдущей схемой пределы настройки частоты среза несколько сужены, все остальные рекомендации остаются в силе. Печатная плата не показана — пусть это будет «домашнее задание».


Однако возможности простейших схем ограничены.Пассивный сумматор дает большое затухание сигнала, что заставляет усилитель использовать максимальную чувствительность. Кроме того, при работе с небуферизованного линейного выхода магнитолы (а в бюджетных строках все они такие) разделение стереоканалов может ухудшиться из-за низкого входного сопротивления сумматора.
Следовательно, нужно перейти в активный микшер сигналов левого и правого каналов. Удобнее всего выполнять на полевых транзисторах — при использовании транзисторов с напряжением отсечки более 3 вольт (КП303Г, КП303Е) требуемый режим работы достигается без смещения на затворе.В этом случае блокирующий конденсатор на входе не требуется. А это дополнительное повышение качества звука. Да и сами полевые транзисторы «благороднее».


Если вас устраивает встроенный фильтр усилителя, схему можно упростить.


И наконец, когда есть все необходимое и нужен только фазовращатель.


Наконец, если сабвуфер представляет собой нечто более сложное, чем закрытый ящик, вам необходимо включить фильтр нижних частот в канал усиления.Правда, для повышения добротности приходилось выполнять по схеме третьего порядка, хотя АЧХ соответствует второму.


В случаях, когда вам необходимо встроить блок формирования сигнала сабвуфера непосредственно в усилитель, имеет смысл переключиться на биполярный источник питания операционного усилителя. Ниже представлен вариант схемы, дополненный входом высокого уровня и регулировкой усиления. Резистор R18 определяет минимальный выходной уровень. Если необходимо уменьшить его до нуля, следует заменить резистор перемычкой или уменьшить сопротивление до 100-200 Ом.Входные каскады и фильтр остались практически без изменений, но из-за увеличения напряжения питания до 15 В перегрузочная способность была немного увеличена. Небольшое изменение номиналов фильтра увеличило его добротность, в результате чего крутизна АЧХ увеличилась непосредственно в зоне перегиба. Обладая широкой полосой пропускания, он приближается к фильтру третьего порядка. При регулировке необходимо следить, чтобы постоянное напряжение на эмиттере транзистора VT3 составляло 6-7 вольт.
Если необходимо увеличить коэффициент передачи этого фильтра, можно обойти резисторы на истоках полевых транзисторов электролитическими конденсаторами емкостью 10 мкФ и выше.Прирост увеличится примерно в 3 раза, но есть риск искажения.


Детали и установка
Для плавной регулировки частоты среза необходимы резисторы с нелинейной зависимостью сопротивления (тип В). В среднем положении двигателя сопротивление одной половины «подковы» заметно больше, чем у другой. Их нужно включать, чтобы двигатель закоротил участок с большим сопротивлением.
Керамические конденсаторы в аудиотракте нельзя использовать из-за микрофонного эффекта, их можно установить только в цепи питания.Из недорогих и доступных лучше всего использовать полипропилен, фторопласт или лавсан. Например, К73-17 (от 0,01 до 6,8 мкФ, напряжение от 50 до 630В, цена от 0,5 до 8 рублей за штуку в зависимости от габаритов и допуска). Конденсаторы необходимо подбирать попарно с минимальным разбросом (важно не точное значение емкости, а рассогласование в каналах). Многие современные мультиметры позволяют напрямую измерять емкость. Если такой возможности нет, лучше использовать конденсаторы с допуском 5%.
Полевые транзисторы по каналам должны быть согласованы попарно в соответствии с начальным током стока и напряжением отсечки. Если такой возможности нет, лучше использовать транзисторы из одной партии — внутри упаковки разброс параметров обычно невелик. Вместо КП303 можно использовать сборки серии КПС, где идентичность пар обеспечивается технологически. Вместо КТ3102Е можно использовать любые другие транзисторы n-p-n с коэффициентом передачи тока более 50.Одним словом, открываются широкие возможности для творчества …
Во избежание наводок, для транзисторов КП303 «заземляющая» ножка транзистора (вывод корпуса) должна быть соединена с общим проводом. Входные делители также должны быть как можно ближе к транзистору, чтобы не было длинных проводов в схеме делитель-затвор. Это особенно важно при высоком сопротивлении делителя.

Источник http://www.bluesmobil.com/shikhman/ Шихатов А.И. 1999-2003 гг.

ФИЛЬТР ДЛЯ САБВУФЕРА

Принципиальная схема, печатная плата, описание

Этот фильтр предназначен для суммирования стереофонического сигнала и отделения низкочастотного сигнала от этой суммы для сабвуфера.По сложности фильтр довольно сложен, так как построен по принципу параметрического эквалайзера, т.е.позволяет произвести максимум регулировок.
Принципиальная схема фильтра для сабвуфера показана на рисунке 1. Это последний, самый популярный и универсальный фильтр из пяти разработанных фильтров для сабвуфера. На входе фильтра используется обычный резистивный смеситель, затем на ОУ делается буферный усилитель с коррекцией АЧХ, позволяющий обрабатывать сигнал с уже вырезанными среднечастотными и высокочастотными сигналами, но с довольно большая полоса захвата.
Далее идет сам фильтр, сделанный на ОУ DA3, в обратную связь которого включен качественный фильтр на ОУ DA2 и DA4. В этом фильтре обрабатывается аудиосигнал, и можно регулировать добротность, то есть полосы. На рисунке 2 показано изменение АЧХ в зависимости от положения переключателя добротности (резистор R14).
На рисунке 3 показана форма частотной характеристики в зависимости от положения регулятора частоты (резистор R15), на рисунке 4 показана форма частотной характеристики уровня перегиба, фактически того же уровня громкости, что и на входе, однако , регулируется именно перегиб АЧХ, хотя кажется, что уровень меняется (резистор R16).
На рисунке 5 показан вид частотной характеристики в зависимости от положения регуляторов частоты и добротности.
Как видно из рисунка, этот фильтр позволяет идеально настроить практически любой сабвуфер и даже может составить конкуренцию корректору Linkwitz.

На рисунке 1 схематично показан фильтр для сабвуфера.


Рисунок 2 — Регулировка добротности.


Рисунок 3 — регулировка частоты.


Рисунок 4 — изменение уровня перегиба АЧХ.


Рисунок 5 — Одновременное изменение частоты и добротности.

Принципиальная схема фильтра для сабвуфера Рисунок печатной платы Описание фильтра рекомендаций по работе для схемы фильтра нижних частот сабвуфера

На рис. 6 показан внешний вид фильтра, на рис. 7 — расположение деталей на печатной плате. Вы можете взять доску в формате лайка. Поскольку качественные фильтры достаточно сильно сдвигают фазу сигнала, в фильтр вводится фазовращатель, позволяющий получить максимальное совпадение сигналов по фазе широкополосного сигнала с сигналом сабвуфера.Кроме того, фильтр имеет 2 выхода, на которые сигнал идет в противофазе. Это позволяет компенсировать отсутствие фазового сдвига в фазовращателе при использовании обычного усилителя для сабвуфера или при использовании 2 идентичных усилителя, соединенных мостом.


Рисунок 6 — внешний вид фильтра.


Рисунок 7 — расположение деталей и схема подключения.

Фильтр для сабвуфера питается от усилителя мощности (биполярный источник), так как параметрический регулятор напряжения уже встроен в фильтр, необходимо только подбирать токоограничивающие резисторы, чтобы избежать повреждения стабилитронов от теплового пробоя.

Несколько слов о построении этого фильтра и его тестировании на симуляторе

Для Microcap 8 в архиве есть модель этого фильтра. Также есть несколько фильтров как для биполярного, так и для униполярного источника питания, поэтому желающие могут заниматься спортом.

active% 20subwoofer% 20with% 20amp техническое описание и примечания к приложению

SC64046

Абстракция: SC64046FNG SC64046FN SC64029FN SB99026MNG SB99026MNR2G SC6404 MC100EP016A sb99026mn MC100H642FNR2G
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF MC100ELT23D MC100ELT23DG MC100ELT23DR2 MC100ELT23DR2G MC100ELT23DT MC100ELT23DTG MC100ELT23DTR2 MC100ELT23DTR2G MC100H600FN MC100H600FNG SC64046 SC64046FNG SC64046FN SC64029FN SB99026MNG SB99026MNR2G SC6404 MC100EP016A sb99026mn MC100H642FNR2G
SC64046

Абстракция: SC64046FN SC64046FNG SB99026MNG sb99026mn ECLTSSOP20EVB MC10EL58D SB99026MNR2G SC64029FN NB3N3011
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF MC100ELT20D MC100ELT20DG MC100ELT20DR2 MC100ELT20DR2G MC100ELT20DTG MC100ELT20DTR2 MC100ELT20DTR2G MC100ELT21D MC100ELT21DG MC100ELT21DR2 SC64046 SC64046FN SC64046FNG SB99026MNG sb99026mn ECLTSSOP20EVB MC10EL58D SB99026MNR2G SC64029FN NB3N3011
2004 — NTP3055AV

Аннотация: NTP3055 NTD18N06 MTD3055ELT4 MTD2955VT4 MTD3055VLT4 NTD20P06LG MTD20N03HDLG MTD20N03HDLT4G MTD20P03HDLT4
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF MGSF1P02ELT1 / LT3 MGSF1P02LT1 / LT3 MGSF3433VT1 MGSF3441VT1 MGSF3455VT1 MMBF0202PLT1 MMDF2C01HDR2 MMDF2C02ER2 MMDF2C02HDR2 MMDF2P01HDR2 NTP3055AV NTP3055 NTD18N06 MTD3055ELT4 MTD2955VT4 MTD3055VLT4 NTD20P06LG MTD20N03HDLG MTD20N03HDLT4G MTD20P03HDLT4
25т65

Аннотация: tl741 FBT Hr f8t5 bu 25200 TL835 270033 F20T12 F28T5 TL830
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 100/300 / Вт 100/300 Вт 1000PAR64Q / MFL 1000PAR64Q / NSP 1000PAR64Q / WFL 1000T3 1000T3Q / P / CL 00-90A / 99EW 25т65 tl741 FBT Hr f8t5 bu 25200 TL835 270033 F20T12 F28T5 TL830
1997 — 2-битный компаратор величины

Аннотация: dece2x4 TA194 TA688 4-битный компаратор идентичности DLM8 TA161 2-битный обратный счетчик TA190 TA164
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TA269 TA273 TA280 TA377 TA688 2-битный компаратор величины dece2x4 TA194 TA688 4-битный компаратор идентичности DLM8 TA161 2-битный обратный счетчик TA190 TA164
2009 — SNJ54HC365

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 4 июня 2007 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA SNJ54HC365
2010 — KMB006-571T

Абстракция: 339G KMB010-165T KMS040 KMS040-95TG
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 24 декабря 2010 г. KMB006-571T 339G КМБ010-165Т KMS040 КМС040-95ТГ
1997 — TA688

Аннотация: 7вход и вентиль ao1b TA273 TA190 TA164 TA153 TA-191 DLM8 AO11
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 1200XL 3200DX TA269 TA273 TA377 TA688 TA280 TA688 7вход и ворота ao1b TA273 TA190 TA164 TA153 TA-191 DLM8 AO11
1995 — SN54LS32J

Аннотация: 5962-9557401QCA 5962-9557401QDA SN5432J SN54S32J SN7432N
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 11-ноя-2009 5962-9557401QCA 5962-9557401QDA JM38510 / 30501B2A JM38510 / 30501BCA SN54LS32J 5962-9557401QCA 5962-9557401QDA SN5432J SN54S32J SN7432N
2007 — JM38510 / 01405BEA

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 4 июня 2007 г. JM38510 / 30109B2A JM38510 / 30109BEA JM38510 / 30109BFA JM38510 / 30109SEA JM38510 / 01405BEA
1997 — TA273

Аннотация: CNT4A 2-битный компаратор величины TA161 ao1a AO4A TA153 MX8A TA169 TA139
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF TA153 TA157 TA161 TA164 TA169 TA181 TA194 TA195 TA269 TA273 TA273 CNT4A 2-битный компаратор величины TA161 ao1a AO4A TA153 MX8A TA169 TA139
1995 г. — 5962-86812012A

Абстракция: 5962-8681201EA 5962-86828012A 5962-8682801EA 8500101EA 8500201EA SN54HC365J SN74HC365DE4 SNJ54HC365
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 15 октября 2009 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5962-86812012A 5962-8681201EA 5962-86828012A 5962-8682801EA 8500101EA 8500201EA SN54HC365J SN74HC365DE4 SNJ54HC365
1995 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 4 июня 2007 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A
1995 — уровень 1-260C-UNLIM

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 4 июня 2007 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A Уровень 1-260C-UNLIM
1995 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 4 июня 2007 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A
1995 — SNJ54HC365

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 6 декабря 2006 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A SNJ54HC365
1995 — SNJ54HC365

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 4 июня 2007 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A SNJ54HC365
2008 — SNJ54HC365

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 4 июня 2007 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA SNJ54HC365
1972 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF SN5486, SN54LS86A, SN54S86 SN7486, SN74LS86A, SN74S86 SDLS124
2012 — TSSOP 16 Пакет

Аннотация: SNJ54HC365
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 25 января 2012 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A Пакет TSSOP 16 SNJ54HC365
1995 — SNJ54HC365

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 4 июня 2007 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A SNJ54HC365
1995 — Нет в наличии

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 6 декабря 2006 г. 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A
1979 — Сн74лс641

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF SN54LS640 SN54LS642, SN54LS644, SN54LS645 SN74LS640 SN74LS642, SN74LS644, SN74LS645 SDLS189 Sn74ls641
2004-100K предустановка потенциометра баланса

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF X9317 FN8183 X9317 X9318 X9319 X9C102 X9C103 X9C104 X9C303 X9C503 100K предустановленный баланс потенциометра
1995 — SNJ54HC365

Аннотация: абстрактный текст недоступен
Текст: нет текста в файле


Оригинал
PDF 12-янв-2006 962-86812012A 5962-8681201EA 962-86828012A 5962-8682801EA 5001012A SNJ54HC365

Активный фильтр высоких частот

Портированный сабвуфер может потерять контроль над драйвером ниже частоты настройки.Включая фильтр высоких частот в вашем дизайне может защитить водителя от потенциально опасного чрезмерного отклонения.

На этой странице представлена ​​конструкция активного высокочастотного фильтра, подходящего для использования с сабвуферами, а также даны советы по его определению. оптимальная расчетная частота с использованием WinISD. Также представлен загружаемый калькулятор Subsaver для определения значений компонентов,

Фильтр высоких частот Баттерворта 12 дБ / октаву

Дизайн Баттерворта был исследован и усовершенствован в эта ветка в hometheatershack.com.

Особая благодарность пользователям форума Martin Sturm и neptuneEQ. за их поддержку и знания.

Принципы дизайна с веб-сайта Linkwitz Labs стали отправной точкой для дизайна.

Спасибо также хорошему другу и гуру электроники Бобу Уортингтону, который дважды проверил схему и Бета-тестирование ПО.

Были разработаны следующие примечания по схеме и конструкции, для которых требуется только один корпус с двумя операционными усилителями TL072, все же включить фильтр, линейный драйвер, входной буфер и средство для установки усиления путем выбора резисторов.

Чтобы выбрать частоту фильтра, сначала добавьте фильтр в свою программу проектирования.Вот как это делается в WinISD

Отрегулируйте частоту до тех пор, пока пик отклонения конуса ниже точки настройки не станет меньше Xmax + 10%. В следующем примере Xmax составляет 22 мм, поэтому мы стремимся к 24 мм или меньше.

При моделировании фильтра вы должны также включить любые другие известные спады в свою сигнальную цепочку.
Пользователь SturmMD измерил свою систему и обнаружил следующее:
EP2500: HPF 1-го порядка на 4,1 Гц
BFD: HPF 1-го порядка на 3,7 Гц
Дополнительный выход приемника : HPF 1-го порядка на 2.5Hz

Это даст вам следующие фильтры в WinISD, все они смоделированы как Баттерворта 1-го порядка с Q = 0,707:

Когда все это в игре, требуемая частота для фильтра высоких частот в нашем примере теперь сдвигается до 12 Гц. чтобы сохранить контроль над ходом конуса, не жертвуя большим SPL, чем необходимо.

Значения компонентов

Выбрав частоту для вашего фильтра, пришло время выбрать значения компонентов.
Безусловно, самый простой способ найти их — это загрузить калькулятор Subsaver.

Скриншот
Subsaver — вид схемы

Subsaver может моделировать обычный фильтр Баттерворта, а также пиковый фильтр.Усиление можно добавить к дизайну, с окончательным ответом в виде графика. Три стиля фильтра соответствуют тем, которые предлагаются в WinISD. Как правило, стандартный Баттерворт — это все, что вам нужно.

При условии, что вы используете полный источник питания + / 15 В (см. Ниже), должно быть приемлемо усиление модели до 14,5 дБ. Вот сколько вам потребуется, чтобы заменить чистый ящик. 12 дБ, чтобы перейти от уровня «потребительский» к уровню «профессиональный», и 2,5 дБ, чтобы компенсировать потерю выходной резистор при управлении нагрузкой 600 Ом

Блок питания

Фильтр может питаться от простого регулируемого блока питания +/- 15 В.

Комплект блока питания Jaycar

Можно использовать трансформатор с центральным отводом, обеспечивающий двухполупериодное выпрямление.

Комплект Jaycar, сконфигурированный для работы двухполупериодного трансформатора с центральным отводом

Электропитание платы с помощью блока розеток на 15 В переменного тока проще и безопаснее, так как сетевое напряжение не попадает в ваш проект.

Обратной стороной является то, что он немного дороже и дает только полуволновое выпрямление, поэтому, вероятно, стоит модернизировать электролитики. на входе регуляторов до 4700 мкФ, 25 В

Комплект Jaycar, сконфигурированный для работы с полуволновым подключением

FAQ и дополнительные схемы

В.Какого максимального выигрыша можно достичь?

Зависит от напряжения питания и входа

Для поддержания линейности выходное напряжение не должно превышать 80% напряжения питания.
Хотя для этой схемы можно подавать напряжение 12 В или даже ниже, рекомендуемое значение 15 В дает допустимое выходное напряжение 12 В пиковое или 8,49 В среднеквадратического значения.

При движении от источника «профессионального уровня» рабочий уровень должен быть около 1,23 В среднеквадратического значения

При движении от источника «уровня потребителя» рабочий уровень должен быть около 0.3 Vrms
В этом случае максимальное усиление будет 29 дБ.
Так как выход при таком усилении будет больше, чем необходимо для работы «профи» усилителя на полную мощность, максимальное усиление для калькулятора установлено на 20 дБ
Спасибо Бобу Уортингтону за этот эрудированный ответ!

В. Как можно сделать прирост переменной?

В зависимости от ограничений входного напряжения, перечисленных в предыдущем вопросе, диапазон усиления от 1,2 дБ до 20 дБ может быть достигнут с помощью замена R1 на фиксированную 1.Резистор 6 кОм последовательно с потенциометром 100 кОм, подключенный следующим образом:

Мод на добавление переменного усиления

В. Как можно сделать выход сбалансированным?

Хотя это и является отклонением от минималистского дизайна, сбалансированный выходной каскад может быть прикреплен к концу с помощью DRV134 IC
. Колпачки 10 мкФ представляют собой неполяризованные электролиты. Для получения дополнительной информации см. паспорт производителя (pdf)

Мод для добавления балансного выхода

В. Почему бы не сбалансировать импедансы в первом операционном усилителе?

Входной каскад

Обычно хорошей практикой является балансировка входных сопротивлений к операционному усилителю, где это возможно, для уменьшения смещения постоянного тока на выходе.Для достижения этого на этапе буферизации, показанном выше, Rin должно равняться значению, полученному, если R1 и R2 были параллельны.

Этого не было сделано по трем причинам ….
  • Буферный каскад соединен со следующим каскадом конденсаторами. Это предотвращает перенос любого смещения постоянного тока
  • Сделав R2 фиксированным, калькулятору больше не нужно запрашивать у пользователя значение Rin и R2, что упрощает интерфейс программы.
  • R2 имеет 0.01uf шунтирующий конденсатор включен параллельно, вызывая полюс отклика, рассчитанный по формуле f = 1 / (2 * pi * R * C). Было высказано предположение, что поддерживать это значение выше 1kz является хорошей идеей, поскольку требуется, чтобы R2 было не более 15k. Это значение используется в калькуляторе и рекомендовано в примечаниях к проектированию
  • .

В. Каковы ограничения на значения для каждого поля в калькуляторе?

Поле Минимум Максимум
Конденсаторы фильтра 0.0001 мкФ 10 мкФ
Коэффициент усиления буфера 0 дБ 20 дБ
Расчетная частота 1 Гц 1000 Гц
Фильтр Q 0,707 10
Пиковая частота 1 Гц 1000 Гц
Пиковая величина 0 дБ 20 дБ

Кроме того, максимальное количество символов для любого поля ввода — шесть.

Linkwitz-Riley 24 дБ / октавный фильтр высоких частот

Хотя фильтр LR больше не рекомендуется, он использовался в сабвуфере Sidewinder, поэтому его подробности включены здесь …..

Доступно множество конструкций активных фильтров, и одним из наиболее популярных является фильтр Линквица-Райли, который имеет спад 24 дБ / октаву.
Фильтр очень похож на фильтр, представленный выше, за исключением того, что он использует два каскадных каскада Баттерворта, чтобы получить требуемый спад.
Подробное обсуждение этого фильтра доступно на Сайт Linkwitz Labs, который предлагает следующую схему.

Частота = 1 / (2 * pi * R * C * sqr (2))
Например, R = 20K C = 0,33 мкФ должно давать 17 Гц

Будьте осторожны, разработчик фильтров в WinISD имеет некоторые недостатки — их схема показывает оба резистора одинаково, вместо того, чтобы одно значение было в два раза больше другого, как показано выше. Это было признано авторов, так что я предполагаю, что это будет исправлено в их следующем производственном выпуске.Также он не рассчитывает правильные значения, поэтому используйте формулу выше или дважды проверьте с другим пакетом

Примечание. Этот фильтр вставляется между усилителем объемного звука и сабвуфером. Это важно, потому что все операционные усилители имеют ограниченный коэффициент усиления * полосы пропускания. Используемый здесь 741 имеет довольно низкий показатель, который подходит для частот. (<1000 Гц), с которыми он должен работать в этой среде. Если верхний проход фильтр должен обрабатывать полный звуковой спектр, было бы разумно выбрать другой операционный усилитель (например, LM318 или TL072), чтобы избежать возможности нестабильности - Я, например, не хочу слышать, как сабвуфер мощностью 250 Вт воет на куски!

Я сделал свой на «Veroboard» — лишние горшки были частью экспериментальной установки и были удалены. как только окончательные значения были установлены.

Если вы хорошо разбираетесь в математике, вы можете найти исчерпывающую статью о фильтрах. на maxim-ic.com

У Рейна также есть хорошая статья о кроссоверах Линквиц-Райли.

Этот сайт существует исключительно за счет доходов от Google AdSense

Если вам нравится бесплатное программное обеспечение и учебные пособия, представленные в удобной для мобильных устройств и безопасной для детей среде, рассмотрите возможность добавления www.subwoofer-builder.com в белый список вашего блокировщика рекламы.Очень признателен. Спасибо.

НЧ-фильтр цепи

регулируемый от 50 Гц до 150 Гц NE5532

Это фильтр низких частот, использующий операционный усилитель Ne5532 или другой на ваш выбор.

Схема проста в настройке и уже имеет симметричный источник питания, трансформатор должен использовать 9-12 вольт / 500 мА с центральным ответвлением … Во многих случаях источником питания может быть усилитель мощности … Просто следите за поддерживаемым пределом регуляторами напряжения.

Схема имеет два электролизера, один для регулировки громкости, а другой для регулировки частоты среза фильтра от 50 до 150 Гц. Если вам необходимо установить горшки на панели, используйте экранированные провода для выполнения соединений.

Принципиальная схема предусилителя с фильтром низких частот на операционном усилителе 5532

Ne5532 Схема НЧ, фильтра сабвуфера

Предлагаемая печатная плата для монтажа схемы НЧ-фильтра для сабвуфера с регулировкой громкости и частоты

Ne5532 Bass, Фильтр сабвуфера PcbNe5532 Bass, Компоновка печатной платы с фильтром сабвуфера Ne5532 Bass, Фильтр сабвуфера Pcb Silk
Компонент Доблесть
Резисторы 1/4 Вт 5%
R1 8.2k — серый, красный, красный, золотой
R2, R8 150k — коричневый, зеленый, желтый, золотой
R3 15k — коричневый, зеленый, оранжевый, золотой
R4 1k — коричневый, черный, красный, золотой
R5, R6 22k — красный, красный, оранжевый, золотой
R7, R9 10K — коричневый, черный, оранжевый, золотой
Конденсатор
C1, C5, C6, C10 10n / 100V — Конденсатор полиэфирный
C2, c9 2200µF / 25V — Конденсатор электролитический
C3, C7 220n / 100v- Конденсатор полиэфирный
C4, C8 100µF / 25V — Конденсатор электролитический
C11, C12, C14, C15 47n / 100V — Конденсатор полиэфирный
C13 22µF / 25V — Конденсатор электролитический
Полупроводники
D1, C2, D3, D4 1N4004 или аналогичный — Кремниевый выпрямительный диод
IC1 7912 — Микросхема регулятора напряжения минус -12 вольт
IC2 7812 — Микросхема стабилизатора напряжения плюс +12 В
IC3 NE5532N или аналогичный сдвоенный операционный усилитель
Разное
AC Разъем для трансформатора 9 ~ 12 В с центральным ответвлением
IN Входной разъем для стереозвука
ВЫХ Разъем к усилителю сабвуфера
Л1 47k — Потенциометр регулировки громкости
P2 47K — Двойной потенциометр для регулировки частоты среза
Припой, провод, печатная плата, ручка для кастрюль, коробки, трансформатора 9-12 В / 500 мА и т. Д..

Загрузить PDF Зеркало

Получайте новые сообщения по электронной почте:

Подписывайся

Следуйте за нами в социальных сетях
Теги активный фильтр сабвуфера, усилитель, аудио, схемы, фильтр для сабвуфера, выходной фильтр сабвуфера с фильтром, сабвуфер, предварительный усилитель, плата фильтра сабвуфера, калькулятор фильтра сабвуфера, функция фильтра сабвуфера, частота нижних частот фильтра сабвуфера, настройки фильтра сабвуфера

Предыдущая

Загрузить Logisim — Образовательный инструмент для моделирования цифровых логических схем

Usbpicprog — Бесплатный программатор USB Microchip PIC с открытым исходным кодом

Далее

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.