V tem prispevku se naučimo, kako enostavno oblikovati vezja avdio filtrov, kot so visokofrekvenčni in nizkofrekvenčni filtrirni tokokrog, ne da bi šli skozi zapletene simulacije in izračune. Predstavljeni modeli bodo omogočili ustvarjanje filtrirnih vezij samo za želene specifične frekvenčne pasove in blokirali vse druge neželene frekvence.
Kaj je visokofrekvenčni filter
Kot že ime pove, je visokofrekvenčno filtrirno vezje zasnovano tako, da oslabi vse frekvence pod določeno izbrano frekvenco in prepušča ali omogoča vse frekvence nad tem pragom. Načelo je ravno nasprotno nizkofrekvenčnemu vezju filtra.
Mejno območje je običajno na razmeroma višjem frekvenčnem območju (v kHz),
Naslednji graf odziva visokofrekvenčnega filtra prikazuje valovno sliko, ki prikazuje, kako se vse frekvence pod izbranim mejnim pragom postopoma oslabijo ali blokirajo, ko se frekvenca zmanjšuje.
Naslednji dve sliki sta konfigurirani kot standardni visokofrekvenčni filtrirni vezji, pri čemer je prva zasnovana za delo z dvojnim napajanjem, druga pa je določena za delovanje z enim napajalnikom.
V obeh zgornjih konfiguracijah opamp tvori osrednjo procesno aktivno komponento, medtem ko so pripadajoči upori in kondenzatorji, ožičeni preko vhodnih zatičev opampa, uvedeni za določanje točke izklopa visokofrekvenčnega filtra, odvisno od vrednosti teh pasivne komponente se izračunajo v skladu s specifikacijami ali zahtevami uporabnikov.
Kako oblikovati prilagojeni visokofrekvenčni filter
Kot smo predlagali, lahko za hitro načrtovanje visokofrekvenčnega filtrirnega vezja za izračun ustreznih uporov in kondenzatorjev uporabimo naslednje formule in nadaljnje korake.
Najprej poljubno izberite ustrezno vrednost za C1 ali C2, obe sta lahko enaki.
Nato izračunajte R1 z uporabo naslednje formule:
R1 = 1 / √2 x π x C1 x frekvenca
Tu se izraz 'frekvenca' nanaša na želeni prag visoke ločljivosti, pod katerim je treba druge neželene frekvence postopoma oslabiti ali prezreti.
Na koncu izračunajte R2 na enak način kot zgoraj z uporabo naslednje enačbe:
R2 = 1/2 √2 x π x C1 x frekvenca
Eno napajalno različico visokofrekvenčnega filtrirnega vezja je mogoče videti z drugim kondenzatorjem Cout, ki sploh ni kritičen in je lahko približno 100 ali 1000-krat večji od C1.
Zgornje razprave kažejo, kako preprosto lahko vsakdo hitro izračuna in oblikuje visokofrekvenčno filtrirno vezje za določeno aplikacijo, ki je lahko krmilno vezje visokih tonov, 10-pasovni grafični izenačevalnik ali vezje za domači kino itd.
Kako delujejo filtri nizkih frekvenc
Kot že ime pove nizkoprepustni filtrirni tokokrogi so zasnovani tako, da preidejo ali izvedejo želeni frekvenčni obseg nižji ali pod želenim mejnim pragom in oslabijo ali postopoma blokirajo frekvence nad to vrednostjo.
Za izdelavo takšnih filtrirnih vezij se običajno uporabljajo opampi, saj so opampi zaradi svojih zelo vsestranskih lastnosti najprimernejši za te namene.
Graf, ki prikazuje frekvenco in ojačanje
Naslednji graf prikazuje tipičen frekvenčni odziv nizkofrekvenčnega filtra glede na ojačanje, jasno lahko vidimo, kako se odziv oslabi (postopoma upada), ko se frekvenca povečuje nad določenim mejnim pragom.
Naslednje slike prikazujejo standard nizkopasovna filtrirna vezja na osnovi opampa . Prvi mora biti napajan z dvojnim napajanjem, drugi pa deluje z eno samo napajalno napetostjo.
Oblikovanje prilagojenega vezja nizkofrekvenčnega filtra
Komponente R1, R2 in C1, C2, konfigurirane z neinvertirajočimi (+) in invertirnimi (-) vhodnimi izpusti opampa, v bistvu določajo mejno območje filtra in jih je treba med načrtovanjem izračunati optimalno vezje.
Za izračun teh parametrov in hitro oblikovanje vezja filtra nizkih frekvenc v nekaj minutah lahko uporabimo naslednje formule in razložene korake:
Najprej moramo najti C1, ki ga lahko naredimo tako, da poljubno izberemo katero koli vrednost, kot nam ustreza.
Nato lahko izračunamo C2 s formulo:
C2 = C1 x 2
R1 in R2 sta lahko enaka in se lahko izračunata po naslednji formuli:
R1 ali R2 = 1/2 √2 x π x C1 x frekvenca.
tu je 'frekvenca' območje, v katerem naj bi se zgodil prehodni prehod, ali želeno mejno območje.
Vrednosti Cin in Cout, prikazane v enosmernem nizkoprepustnem filtru, niso kritične in so lahko od 100 do 1000-krat večje od vrednosti C1, kar pomeni, da če ste C1 izbrali kot 0,1uF, bi lahko bile med 10uF in 100uF itd. Specifikacija napetosti se lahko izbere tako, da je dvakrat večja od uporabljene napajalne napetosti.
Vsi upori so ocenjeni na 1/4 vata, 5% ali 1%.
To je to! .... z zgornjo preprosto tehniko lahko hitro oblikujete primerno dober nizkofrekvenčni filter in ga uporabite za posebno aplikacijo, ki lahko vključuje glasbeno vezje z visokimi basi, aktivni zvočnik prek omrežja ali sistem za domači kino itd.
Več informacij: https://drive.google.com/file/d/1yo_WH0NzYg43ro_X0ZrXoLYSM5XOzKU8/view?usp=sharing
Prejšnja: 8-funkcijska božična svetilka Naprej: LM324 spremenljivo napajalno vezje
