Aquest article us explicarà com fer un filtre de pas alt amb les vostres pròpies mans. Però abans d'entrar en això, hem d'entendre alguna cosa. Quins són els filtres de pas alt i baix?
Definició
Els filtres es poden dividir en freqüències superiors (agudes) i inferiors (baixes). Per què la gent sovint diu freqüències " altes" i no " altes"? Això passa pel fet que les freqüències altes en enginyeria del so comencen a partir de dos kilohertz. Però dos kilohertz en enginyeria de ràdio és la freqüència del so i, per tant, s'anomena "baixa".
També hi ha una cosa com la freqüència mitjana. Es refereix a l'enginyeria del so. Aleshores, què és un filtre de pas mitjà? Aquesta és una combinació de diversos dels dispositius anteriors. També pot ser un filtre passabanda.
Un filtre de pas alt és un dispositiu electrònic o un altre dispositiu que passa les freqüències superiors del senyal i que, a l'entrada, suprimeix la freqüència del senyal d'acord amb un tall establert prèviament. El grau de supressió també dependrà del tipus concret de filtre.
La baixa freqüència es diferencia perquè pot passar el senyal d'entrada,que estarà per sota del tall establert, alhora que suprimirà les altes freqüències.
Àmbit d'aplicació
El filtre de pas alt es pot utilitzar per aïllar senyals d' alta freqüència. També s'utilitza sovint en el processament de senyals d'àudio, per exemple, en filtres separats, que també s'anomenen filtres de creuament. També s'utilitzen per processar imatges perquè es pugui realitzar la conversió del domini de freqüència.
Això és el que consisteix en un filtre de pas alt senzill:
- Resistència.
- Condensador.
El treball de la resistència sobre la capacitat (R x C) és la constant de temps (durada del procés) d'aquest filtre, que serà inversament proporcional a la freqüència de tall en hertz (una unitat de mesura dels processos d'oscil·lació).
Càlcul del filtre de pas alt
Aleshores, com ho podem calcular? Per completar tots els passos a casa, has de fer una de les taules de càlcul automàtic més senzilles de Microsoft Excel, però per això has de poder utilitzar les fórmules d'aquest programa.
Podeu utilitzar aquesta fórmula:
On f és la freqüència de tall; R és la resistència de la resistència, Ohm; C és la capacitat del condensador, F (farads).
Tipus
Els dispositius presentats vénen en cinc tipus, i ara els considerarem un per un.
- en forma d'U: semblen la lletra P;
- en forma de T: sembla la lletra T;
- en forma de L: sembla la lletra G;
- element únic (el condensador serveix com a filtre d' altafreqüències);
- multi-link: són els mateixos filtres en forma de L, només que en aquest cas estan connectats en sèrie.
en forma d'U
Es pot dir que aquests filtres són els mateixos que els en forma de L, però s'uneixen a més per una part més al principi. Tot el que s'escriurà per a la forma de T serà cert per a la forma d'U. L'única diferència és que augmentaran l'efecte de derivació al circuit de ràdio del davant.
Per calcular un filtre en forma d'U, haureu d'utilitzar la fórmula del divisor de tensió i afegir una resistència de derivació addicional al primer element.
Aquí hi ha exemples de la transició del filtre RC en forma de L al filtre RC en forma d'U també d' altes freqüències:
Podeu veure a la imatge que s'afegeix una altra resistència 2R al circuit original, paral·lela a la primera.
Aquí teniu un exemple de conversió a RL:
Aquí, en lloc d'una resistència, apareixerà un inductor. També s'afegeix un segon (2L), situat paral·lel al primer.
I el tercer exemple: conversions a LC:
en forma de T
El filtre en forma de T és el mateix filtre en forma de L, només amb l'addició d'un element més.
Es calcularan de la mateixa manera que el divisor de tensió, que constarà de dues parts amb una resposta de freqüència no lineal. A continuació, al valor obtingut, cal afegir el nombre de reactància del tercer element.
També podeu utilitzar un altre mètode de càlcul,tanmateix, és menys precís a la pràctica. La seva essència rau en el fet que després del valor obtingut de la primera part calculada del filtre en forma de L, la variable creix o es dobla i es distribueix en dos elements.
Si es tracta d'un condensador, aleshores el valor de la capacitat de les bobines es duplica, si és una resistència o una bobina, aleshores el valor de la resistència de les bobines, per contra, cau dues vegades.
A continuació es mostren exemples de conversió.
Transició del filtre RC en forma de L a en forma de T:
La imatge mostra que s'ha d'afegir un segon condensador (2C) per a la transició.
RL de transició:
En aquest cas, tot és per analogia. Per a una transició correcta, heu d'afegir una segona resistència connectada en sèrie.
Transició LC:
en forma de L
Un filtre en forma de L és un divisor de tensió que consta de dos components amb una resposta de freqüència no lineal (resposta en freqüència). Per a aquest filtre, es permet utilitzar el circuit i totes les fórmules divisores de tensió.
Es pot representar així:
Si substituïm R1 per un condensador, obtenim un filtre de pas alt. Podeu veure una foto de l'esquema modificat a continuació:
Fórmules per al càlcul:
|
U entra=U fora(R1+R2)/R2; U fora \u003d U aR2 / (R1 + R2); R total=R1+R2 R1=U entraR2/U fora - R2; R2=U foraR total/U entra |
Arafem una ullada a com calcular.
Filtre de pas alt per a tuiteers
L'estructura d'aquest filtre és bastant simple. Només constarà de dues parts: un condensador i una resistència.
El paper del filtre, que filtrarà els components de freqüència mitjana i baixa del senyal d'àudio, jugarà directament el paper del propi condensador. I perdoneu la tautologia, la resistència actuarà com a resistència, és a dir, reduirà el nivell de volum.
Important: l'equalitzador del dispositiu principal no talla les freqüències altes; això provocarà un so dolent. És millor reduir-ne el nombre amb resistència.
La resistència òptima es considerarà 4,0 i 5,5 ohms.
Consumibles per a manualitats
Per crear un filtre de pas alt per al tuiter necessitareu els materials següents:
- una resistència de 5,5 ohms;
- una resistència de 4,0 ohms;
- dos condensadors MBM 1,0uF;
- cinta adhesiva o tub termoretràctil.
Filtre de pas alt actiu
Els filtres actius tenen un gran avantatge respecte als seus homòlegs passius, especialment a freqüències inferiors a 10 kHz. El fet és que els passius contenen bobines d'inductància augmentada i condensadors, que tenen una gran capacitat. A causa d'això, resulten voluminosos i cars i, per tant, el seu rendiment està lluny de ser ideal al final.
S'aconsegueix una gran inductància gràcies aun augment del nombre de voltes de la bobina i l'ús d'un nucli ferromagnètic. Això allibera les seves propietats d'inductància pura, perquè el cable llarg de la bobina amb un gran nombre de voltes té una resistència important i el nucli ferromagnètic es veu afectat per la temperatura, la qual cosa afecta molt les seves propietats magnètiques. A causa del fet que cal utilitzar una gran capacitat, cal utilitzar condensadors que no tinguin la millor estabilitat. Aquests inclouen condensadors electrolítics. Els filtres, anomenats actius, no tenen els inconvenients anteriors.
Els circuits diferenciadors i integradors es construeixen mitjançant amplificadors operacionals, són els filtres actius més senzills. Quan els elements del circuit es seleccionen d'acord amb instruccions clares, observant la dependència de la freqüència del diferenciador, es converteixen en filtres d' alta freqüència i, per la freqüència dels integradors, per contra, es converteixen en filtres de baixa freqüència. A continuació es mostra una foto que explica tot l'anterior:
Filtre de pas alt a l'amplificador
Pensem en muntar un amplificador en un cotxe.
Abans de configurar l'amplificador al cotxe, heu de restablir tots els paràmetres del dispositiu principal a zero. La freqüència de creuament s'ha d'establir en el rang de 50-70 Hz. El filtre de canal frontal de l'amplificador del cotxe està configurat en altes freqüències. La freqüència de tall en aquest cas s'estableix en el rang de 70-90 Hz.
Si el disseny preveu l'amplificació canal per canal dels altaveus frontals, haureu de fer un altreconfiguració del tweeter. Per fer-ho, el filtre s'ha de posar a la posició adequada i la freqüència de tall s'ha de seleccionar en la regió de 2500 Hz.
Entre altres coses, cal ajustar la sensibilitat de l'amplificador. Per fer-ho, inicialment s'ha de restablir a zero, el més important és transferir el dispositiu al mode de volum màxim i, a continuació, començar a augmentar la sensibilitat. En el moment en què apareix la distorsió del so, heu de deixar de girar el botó i també heu de reduir lleugerament la sensibilitat.
Encara hi ha una manera senzilla de comprovar la qualitat del so: si, després d'encendre, se senten clics al subwoofer i crepitjades a l' altaveu, això significa que hi ha interferències amb el senyal.
Els baixos no s'han de lligar a un subwoofer. Per fer-ho, gireu el control de fase del subwoofer 180 graus. Si aquest regulador no està present, haureu de canviar els cables de connexió positiu i negatiu.
Configura el processador de so. Per fer-ho, cal ajustar els retards de temps per a cadascun dels canals. Heu d'establir un retard de temps al canal esquerre perquè el so que prové dels altaveus esquerres arribi al conductor al mateix temps que el dret. S'hauria de sentir com si el so prové del centre de la cabina.
A més de tot l'anterior, el processador de so pot eliminar la unió dels baixos a la part posterior de la cabina. Per fer-ho, cal establir els mateixos retards als canals dret i esquerre de l'acústica frontal. Això eliminarà la localització dels baixos al voltant del subwoofer.
Ara ja saps no noméscom calcular i muntar un filtre de freqüència amb les vostres pròpies mans, però també com configurar-ne el funcionament amb la màxima precisió possible.
