Questo articolo ti spiegherà come creare un filtro passa- alto con le tue mani. Ma prima di entrare in questo, dobbiamo capire qualcosa. Quali sono gli stessi filtri passa alto e passa basso.
Definizione
I filtri possono essere suddivisi in frequenze superiori (alte) e inferiori (basse). Perché le persone spesso dicono frequenze " alte" e non " alte"? Ciò accade perché le alte frequenze nell'ingegneria del suono partono da due kilohertz. Ma due kilohertz in ingegneria radio è la frequenza del suono, e quindi è chiamato "basso".
C'è anche una cosa come la frequenza media. Si riferisce all'ingegneria del suono. Allora, cos'è un filtro passa-medio? Questa è una combinazione di molti dei dispositivi di cui sopra. Può anche essere un filtro passa-banda.
Un filtro passa- alto è un dispositivo elettronico o di altro tipo che fa passare le frequenze superiori del segnale e che, all'ingresso, sopprime la frequenza del segnale in base a un taglio impostato in precedenza. Il grado di soppressione dipenderà anche dal particolare tipo di filtro.
La bassa frequenza differisce in quanto può far passare il segnale in ingresso,che sarà al di sotto del cutoff impostato, sopprimendo allo stesso tempo le alte frequenze.
Ambito di applicazione
Il filtro passa alto può essere utilizzato per isolare i segnali ad alta frequenza. Viene spesso utilizzato anche nell'elaborazione di segnali audio, ad esempio in filtri separati, chiamati anche filtri crossover. Sono utilizzati anche per l'elaborazione delle immagini in modo da poter eseguire la conversione nel dominio della frequenza.
Ecco in cosa consiste un semplice filtro passa- alto:
- Resistore.
- Condensatore.
Il lavoro della resistenza sulla capacità (R x C) è la costante di tempo (durata del processo) per questo filtro, che sarà inversamente proporzionale alla frequenza di taglio in hertz (un'unità di misura dei processi di oscillazione).
Calcolo del filtro passa alto
Allora come possiamo calcolare? Per completare tutti i passaggi a casa, devi creare una delle tabelle di calcolo automatico più semplici in Microsoft Excel, ma per questo devi essere in grado di utilizzare le formule di questo programma.
Puoi usare questa formula:
Dove f è la frequenza di taglio; R è la resistenza del resistore, Ohm; C è la capacità del condensatore, F (farad).
Tipi
I dispositivi presentati sono di cinque tipi e ora li considereremo uno per uno.
- A forma di U - assomigliano alla lettera P;
- A forma di T - assomiglia alla lettera T;
- A forma di L - assomiglia alla lettera G;
- elemento singolo (il condensatore funge da filtro per gli altifrequenze);
- multi-link - sono gli stessi filtri a forma di L, solo in questo caso sono collegati in serie.
A forma di U
Puoi dire che questi filtri sono gli stessi di quelli a forma di L, ma sono uniti in aggiunta da un' altra parte all'inizio. Tutto ciò che sarà scritto per la forma a T sarà vero per la forma a U. L'unica differenza è che aumenteranno l'effetto di shunt sul circuito radio davanti.
Per calcolare un filtro a forma di U, dovrai utilizzare la formula del divisore di tensione e aggiungere un resistore shunt aggiuntivo al primo elemento.
Ecco alcuni esempi della transizione del filtro RC a forma di L al filtro RC a forma di U anche per le alte frequenze:
Puoi vedere nell'immagine che un altro resistore 2R viene aggiunto al circuito originale, parallelamente al primo.
Ecco un esempio di conversione in RL:
Qui, invece di un resistore, apparirà un induttore. Viene aggiunto anche un secondo (2L), posizionato parallelamente al primo.
E il terzo esempio: conversioni in LC:
A forma di T
Il filtro a forma di T è lo stesso filtro a forma di L, solo con l'aggiunta di un altro elemento.
Saranno calcolati allo stesso modo del partitore di tensione, che sarà composto da due parti con una risposta in frequenza non lineare. Successivamente, al valore ottenuto, devi sommare il numero di reattanza del terzo elemento.
Puoi anche usare un altro metodo di calcolo,tuttavia, è meno accurato nella pratica. La sua essenza sta nel fatto che dopo il valore ottenuto della prima parte calcolata del filtro a L, la variabile cresce o diminuisce nel raddoppio e si distribuisce su due elementi.
Se è un condensatore, allora il valore della capacità delle bobine raddoppia, se è una resistenza o un'induttanza, allora il valore della resistenza delle bobine, al contrario, scende due volte.
Gli esempi di conversione sono mostrati di seguito.
Transizione dal filtro RC a forma di L a quello a forma di T:
L'immagine mostra che è necessario aggiungere un secondo condensatore (2C) per la transizione.
Transizione RL:
In questo caso, tutto è per analogia. Per una transizione riuscita, è necessario aggiungere un secondo resistore collegato in serie.
Transizione LC:
A forma di L
Un filtro a forma di L è un partitore di tensione costituito da due componenti con una risposta in frequenza non lineare (risposta in frequenza). Per questo filtro è consentito utilizzare il circuito e tutte le formule del partitore di tensione.
Può essere rappresentato in questo modo:
Se sostituiamo R1 con un condensatore, otteniamo un filtro passa- alto. Puoi vedere una foto dello schema modificato di seguito:
Formule per il calcolo:
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U ingresso=U uscita(R1+R2)/R2; U fuori \u003d U dentroR2 / (R1 + R2); R totale=R1+R2 R1=U inR2/U fuori - R2; R2=U in uscitaR totale/U in entrata |
Adessodiamo un'occhiata a come calcolare.
Filtro passa alto per tweeter
La struttura di un tale filtro è abbastanza semplice. Sarà composto solo da due parti: un condensatore e una resistenza.
Il ruolo del filtro, che filtrerà le componenti di media e bassa frequenza nel segnale audio, svolgerà direttamente il ruolo del condensatore stesso. E scusa la tautologia, la resistenza agirà come resistenza, cioè ridurrà il livello del volume.
Importante: le alte frequenze non vengono tagliate dall'equalizzatore del dispositivo principale - questo provocherà un suono scadente. È meglio ridurre il loro numero con resistenza.
La resistenza ottimale sarà considerata 4,0 e 5,5 Ohm.
Materiali di consumo per l'artigianato
Per creare un filtro passa alto per il tweeter avrai bisogno dei seguenti materiali:
- una resistenza 5,5 ohm;
- una resistenza 4,0 ohm;
- due condensatori MBM 1.0uF;
- nastro adesivo o guaina termorestringente.
Filtro passa alto attivo
I filtri attivi hanno un enorme vantaggio rispetto alle loro controparti passive, specialmente a frequenze inferiori a 10 kHz. Il fatto è che quelli passivi contengono bobine di induttanza aumentata e condensatori, che hanno una grande capacità. Per questo motivo, risultano essere ingombranti e costosi, e quindi le loro prestazioni sono tutt' altro che ideali alla fine.
Grazie a una grande induttanzaun numero maggiore di spire della bobina e l'uso di un nucleo ferromagnetico. Questo rilascia le sue proprietà di pura induttanza, perché il lungo filo della bobina con un gran numero di spire ha una resistenza significativa e il nucleo ferromagnetico è influenzato dalla temperatura, che influisce notevolmente sulle sue proprietà magnetiche. A causa del fatto che è necessario utilizzare una grande capacità, è necessario utilizzare condensatori che non hanno la migliore stabilità. Questi includono condensatori elettrolitici. I filtri, chiamati attivi, sono in gran parte privi degli svantaggi di cui sopra.
I circuiti differenziatori e integratori sono costruiti utilizzando amplificatori operazionali, sono i filtri attivi più semplici. Quando gli elementi circuitali vengono selezionati secondo istruzioni chiare, osservando la dipendenza dalla frequenza del differenziatore, diventano filtri ad alta frequenza e dalla frequenza degli integratori, al contrario, diventano filtri a bassa frequenza. Di seguito è riportata una foto che spiega tutto quanto sopra:
Filtro passa alto sull'amplificatore
Pensiamo di installare un amplificatore in un'auto.
Prima di configurare l'amplificatore nell'auto, è necessario azzerare tutte le impostazioni del dispositivo principale. La frequenza di crossover deve essere impostata nell'intervallo 50-70 Hz. Il filtro del canale anteriore sull'amplificatore nell'auto è impostato sulle alte frequenze. La frequenza di taglio in questo caso è impostata nell'intervallo 70-90 Hz.
Se il progetto prevede l'amplificazione canale per canale degli altoparlanti anteriori, è necessario condurre unaimpostazioni del tweeter. Per fare ciò, il filtro deve essere impostato nella posizione appropriata e la frequenza di taglio deve essere selezionata nella regione di 2500 Hz.
Tra le altre cose, devi regolare la sensibilità dell'amplificatore. Per fare ciò, inizialmente deve essere ripristinato a zero, l'importante è trasferire il dispositivo alla modalità volume massimo, quindi iniziare ad aumentare la sensibilità. Nel momento in cui appare la distorsione del suono, devi smettere di ruotare la manopola e dovresti anche ridurre leggermente la sensibilità stessa.
C'è ancora un modo semplice per controllare la qualità del suono: se, dopo l'accensione, si sentono dei clic nel subwoofer e un crepitio nell' altoparlante, significa che c'è un'interferenza con il segnale.
Il basso non dovrebbe essere collegato a un subwoofer. Per fare ciò, ruotare di 180 gradi il controllo di fase sul subwoofer. Se questo regolatore non è presente, è necessario scambiare i cavi di collegamento positivo e negativo.
Imposta il processore del suono. Per fare ciò, è necessario regolare i ritardi di tempo per ciascuno dei canali. È necessario impostare un ritardo sul canale sinistro in modo che il suono proveniente dagli altoparlanti di sinistra raggiunga il driver contemporaneamente a quello di destra. Dovrebbe sembrare che il suono provenga dal centro della cabina.
Oltre a tutto quanto sopra, il processore del suono può rimuovere il binding dei bassi sul retro della cabina. Per fare ciò, è necessario impostare gli stessi ritardi nei canali destro e sinistro dell'acustica anteriore. Ciò eliminerà la localizzazione dei bassi intorno al subwoofer.
Ora non solo lo saicome calcolare e assemblare un filtro di frequenza con le tue mani, ma anche come impostarne il funzionamento nel modo più accurato possibile.
