Filtro pasivo LF Esquema. Filtros en microcircuitos OH. Mr. Filtros de frecuencia sobre condensador y chokes.

El filtro eléctrico se llama un dispositivo para la transmisión. señales eléctricastransmisión de corrientes en un cierto dominio de frecuencia y evitando que pasen fuera de esta área. En ingeniería de radio y electrónica, los filtros eléctricos se subdividen en pasivo y activo. Los circuitos de filtro pasivos contienen solo elementos pasivos: resistencias, condensadores e inductores.

En los esquemas de filtros activos, además de los elementos especificados incluyen productos activos tales como transistores o chips integrales. Las propiedades de filtrado del dispositivo están determinadas por su característica de frecuencia de amplitud, que se denomina dependencia de la ganancia de este dispositivo a partir de la frecuencia de la señal. En algún rango de frecuencia, que se llama ancho de banda o banda de transparencia, oscilaciones eléctricas Transmitido por filtro de ingresar la salida prácticamente sin atenuación. Fuera de la banda de transparencia es la banda de atenuación o el retraso, dentro del cual se debilitan los componentes de frecuencia. Entre la banda de transparencia y el golpe de la demora es la frecuencia llamada el límite. Debido al hecho de que existe una transición suave entre la banda de transparencia y la banda de atenuación, el límite generalmente se considera la frecuencia a la que el aflojamiento de la señal resulta ser -3 dB, es decir, por voltaje en √ 2 veces menor que en la banda de transparencia.

Siempre es interesante obtener una transición pronunciada de la característica de frecuencia de amplitud entre la banda de transparencia y la tira de atenuación. En filtros pasivos, el aumento de la inclinación de tal transición se logra mediante la complicación del plan y el uso de sistemas de varias partes. Los filtros complejos requieren cálculos voluminosos y configuraciones precisas. Los filtros activos a través del uso de la retroalimentación son mucho más fáciles y más baratos.

Es habitual dividir filtros en cuatro categorías según la ubicación de la banda de transparencia:
. Filtros de frecuencia más bajos (0 ≤ f ≤ f 0);
. Filtros frecuencias superiores (F ≥ f 0);
. filtros de tira (F 01 ≤ f ≤ f 02);
. Rompiendo o filtros en vivo (0 ≤ f ≤ f 01 y f ≥ f 02).

AQUÍ F - La frecuencia de las señales que pasan a través del filtro; F 0-Frecuencia fronteriza; F 01 - Frecuencia límite inferior; F 02 - Frecuencia del límite superior. Por lo tanto, el filtro de paso bajo NPONYCK, los componentes de la señal cuya frecuencia es menor que la frecuencia del límite; El filtro de frecuencia superior pasa los componentes de la señal cuya frecuencia es mayor que la frecuencia del límite; El filtro de la tira pasa los componentes de la señal cuya frecuencia está entre la frecuencia del límite inferior F 01 y la frecuencia del límite superior F 02; Finalmente, el filtro del actor afloja las señales cuya frecuencia está entre el límite inferior F 01 y las frecuencias del límite superior F 02. También hay filtros de uso especial más complejos, como un filtro de peine utilizado en la televisión en color, pasando muchas tiras estrechas y tejidos entre ellos.

Los filtros eléctricos son ampliamente utilizados en ingeniería eléctrica, ingeniería de radio y electrónica. Entonces, en la salida de los rectificadores, se usa el filtro de paso bajo, pasando solo el componente constante de la corriente enderezada y debilitando el paso de las ondulaciones. En los receptores de radio, los filtros de tira se usan ampliamente, lo que le permite resaltar de las señales de antena recibidas de múltiples estaciones de radio solo una, cuya banda de frecuencia está en la banda de transparencia del filtro.

Se adopta otra división de todos los filtros en dos categorías: los filtros, cuyo esquema contiene inductores, y filtros sin inductores, filtros RC o filtros de condensadores de resistencia.

Los filtros de condensadores de resistencia activos tienen una gran ventaja sobre sus contrapartes pasivas, especialmente en las frecuencias por debajo de 10 kHz. Filtros pasivos para frecuencias bajas Debe contener bobinas de alta inductancia y condensadores de gran capacitancia. Por lo tanto, se obtienen voluminosos, caros, y sus características están lejos de ser perfectas.

Se logra una gran inductancia debido a un gran número de vueltas de la bobina y el uso del núcleo ferromagnético. Esto priva a sus propiedades de la inductancia pura, ya que el cable largo de la bobina múltiple tiene una resistencia notable, y el núcleo ferromagnético se ve afectado por la temperatura de sus propiedades magnéticas. La necesidad de usar un recipiente grande obliga al uso de condensadores con una estabilidad deficiente, como electrolítica. Los filtros activos están en gran parte desprovistos de estas desventajas.

Los esquemas diferenciales e integradores construidos con amplificadores de operación son filtros activos simples. Cuando se seleccionan los elementos de esquema, en una dependencia de frecuencia específica, la diferenciación se convierte en el filtro de frecuencia superior, y el integrador es el filtro de paso bajo. A continuación, se considerarán ejemplos de otros filtros más complejos y universales. Un gran número de Otros posibles esquemas Los filtros activos junto con su análisis matemático detallado se pueden encontrar en diferentes libros de texto y beneficios.

Filtros de menor frecuencia
Si combina el circuito del amplificador de inversión con el esquema Integrador, se forma el circuito de filtro de primera frecuencia, que se muestra en higo. uno.

Higo. uno.

Este filtro es un amplificador inversor con una ganancia permanente en la banda de transparencia. corriente continua a la frecuencia de límites f 0. Se puede ver que dentro de la banda de transparencia, hasta que la resistencia capacitiva del condensador es bastante grande, el coeficiente de coincidencia coincide con la ganancia del amplificador inversor:

La frecuencia límite de este filtro está determinada por los elementos del circuito de retroalimentación de acuerdo con la expresión:

La característica de frecuencia de amplitud: la dependencia de la amplitud de la señal en la salida del dispositivo a partir de la frecuencia a una amplitud constante en la entrada de este dispositivo, se presenta en figura 2.

Higo. 2.

En la tira de atenuación por encima de la frecuencia del límite F 0, la amplificación disminuye con la intensidad de 20 dB / década (o 6 dB / octava), lo que significa que una disminución en el coeficiente de ganancia de voltaje de 10 veces con frecuencia creciente también es 10 veces o Redujo la ganancia mediante el doble de cada vez que cada frecuencia se duplica.

Si tal molienda de la respuesta de frecuencia de amplitud en la banda de atenuación no es suficiente, se puede usar el filtro de baja frecuencia, cuyo diagrama se muestra en fig.Z..

Higo. Z.

El coeficiente de amplificación del filtro de baja frecuencia del segundo orden es el mismo que en el filtro de primer orden, debido al hecho de que la resistencia total de las resistencias en el circuito de la entrada inversa, como antes, se expresa por El valor R1:

La frecuencia de límites al realizar la condición R 1 C 1 \u003d 4R 2 C 2 también se expresa por la fórmula anterior:

En cuanto a las características de frecuencia de amplitud de este filtro representado en higo. cuatro, se caracteriza por una mayor inclinación empinada, que es de 12 db / octava.

Higo. cuatro

Por lo tanto, en la tira de atenuación, con un aumento en la frecuencia, el voltaje de la señal en la salida del filtro disminuye cuatro veces.

Filtros de frecuencia superior
De manera similar, un diagrama del filtro de frecuencia superior, que se presenta en fig.5. Este filtro es un amplificador de inversión con una ganancia constante en la banda de transparencia de la frecuencia F0 y más. En la banda de transparencia, el coeficiente de ganancia es el mismo que el amplificador de inversión:

Fig.5. Esquema esquemático Filtro de frecuencia superior de primer orden activo

La frecuencia de límite F 0 AT -3 DB se establece en la cadena de entrada de acuerdo con la expresión:

Inclinación de la inclinación de la característica de frecuencia de amplitud, que se presenta en fig. 6.En el área de la frecuencia de los límites es de 6 db / octava.

Fig. 6.. La característica de frecuencia de amplitud del filtro de frecuencia superior de primer orden

Como en el caso de los filtros de paso bajo, puede recopilar un filtro de frecuencia superior de segundo orden activo para mejorar la supresión de la señal en la tira de atenuación. El diagrama esquemático de dicho filtro se muestra en fig.7..

Fig.7.. Diagrama esquemático de Filtro de frecuencia superior de segundo orden activo

El valor rodante de la respuesta de frecuencia de amplitud del filtro de frecuencia superior del segundo orden en la región de frecuencia de los límites es de 12 db / octava, y la característica en sí se muestra en fig.8..

Fig.8.. La respuesta de frecuencia de amplitud del filtro de frecuencia superior del segundo orden.

Filtros de tira
Si combina el filtro de paso bajo activo con el filtro de frecuencia superior activo, se forma el filtro de la tira resultante, cuyo diagrama esquemático se da en fig .9..

Higo. nueve . Diagrama esquemático del filtro de tira activa

Este esquema a veces se llama el amplificador selectivo con una retroalimentación en tagrodiferentración. Al igual que los amplificadores que contienen contornos oscilatorios, el filtro de la tira también tiene una característica de frecuencia de amplitud con un máximo pronunciado en cierta frecuencia. Es imposible llamar a esta frecuencia del resonante, ya que la resonancia es posible solo en contornos formados por la inductancia y la capacidad. En otros casos, la frecuencia de tal máximo se conoce comúnmente como la frecuencia de la cuasi. Para el filtro de la tira considerado, la frecuencia de la cuasi-concha F0 está determinada por los elementos de la cadena de retroalimentación:

La característica de frecuencia de amplitud de este filtro de banda se muestra en higo. 10.

Fig.10.. Características de la frecuencia de amplitud del filtro de la banda.

La ganancia máxima a la frecuencia de la cuasi-conlev resulta ser:

Ancho de banda relativo a -3 dB:

El diagrama esquemático de otro filtro de banda se muestra en higo. once.

Higo. once. Diagrama esquemático de un filtro de banda con un filtro T doble

Aquí, se incluyó un filtro T doble, se incluyó en el circuito de retroalimentación negativa, formado por R2, R3, R5 resistencias y CL, C2, condensadores SZ.

Como usted sabe, si se cumplen las siguientes condiciones:

la característica de frecuencia de amplitud del T-Filtro doble contiene una cuasi-conlev, cuya frecuencia es igual a

además, a la frecuencia de la cuasi-concurso, el coeficiente de transmisión de doble T-Filter es cero. Por lo tanto, un filtro activo con un filtro T doble incluido en el circuito de retroalimentación negativa es un filtro de tira con una característica de frecuencia de amplitud máxima a la frecuencia de la cuasi. Tres características de este tipo se presentan en higo. 12. Las características difieren en diferentes resistencias de la resistencia R4: la menor corresponde a R4 \u003d 100 COM, el promedio - R4 \u003d 1 MΩ, la parte superior - R4 \u003d ∞.

Higo. 12. La característica de frecuencia de amplitud del filtro activo con un filtro T doble en un circuito de retroalimentación negativa

Filtros de grabadora
El mismo filtro T doble se puede activar no en un circuito de retroalimentación negativa, como se realiza al crear un filtro de banda y en el circuito de entrada. Al mismo tiempo, se forma un filtro actor activo, cuyo diagrama se da en hIGO, 13..

Fig.13.. Diagrama de circuito de un filtro de filtro dual

Al realizar las condiciones anteriores.

la característica de frecuencia de amplitud del filtro activo que tiene un filtro T doble en la cadena de entrada contiene una cuasi-concling, cuya frecuencia aún está determinada por la fórmula (8). Pero a la frecuencia de la cuasi-concurso, el coeficiente de ganancia de este filtro activo es cero. La característica de frecuencia de amplitud del filtro activo con un filtro T doble en el circuito de entrada se muestra en fig.14..

Higo. catorce. La característica de frecuencia de amplitud del filtro activo con un filtro T doble en la cadena de entrada

Filtros complejos
Varios filtros activos se pueden conectar secuencialmente para obtener una característica de frecuencia de amplitud con un aumento de la inclinación de molienda. Además, las secuencias secuenciales conectadas de filtros simples han reducido la sensibilidad. Esto significa que una ligera desviación del valor de uno de los componentes del circuito (desviación de la resistencia de la resistencia o la capacidad del condensador de la norma) conducirá a un efecto más pequeño en la característica del filtro final que en el caso de una Filtro complejo similar construido en un único amplificador de operación.

Higo. quince. Esquema de filtro de etapa

Sobre el higo. quince Se muestra un filtro de paso recolectado de tres amplificadores de operación. La popularidad de tales filtros ha aumentado dramáticamente después de que la venta está disponible. microcircuitos integradosque contiene varios amplificadores de operación en un caso. Las ventajas de este filtro son de baja sensibilidad a las desviaciones del tamaño de los componentes y la posibilidad de obtener tres salidas: las frecuencias superiores u VIH1, la banda U de la salida y las frecuencias más bajas que diviertes.

El filtro está compuesto por el amplificador de suma DA1 y dos integradores DA2, DA3, que están conectados en forma de un bucle cerrado. Si los elementos del esquema se seleccionan de acuerdo con la condición.

luego, la frecuencia de los límites resulta ser igual

Las salidas de las frecuencias superiores e inferiores tienen un círculo de inclinación de frecuencia de frecuencia de amplitud, igual a 12 dB / octava, y el rendimiento de vendaje tiene una característica triangular con un máximo a una frecuencia F 0 con Q QQ Q, que está determinada por Las resistencias del aumento en la amplificación del chip DA1.

Yuri Sadikov
moscú

El artículo presenta los resultados del trabajo sobre la creación de un dispositivo, que es un conjunto de filtros activos para construir amplificadores de baja frecuencia de tres cadenas de alta calidad HIFI y Hiend.

En el proceso de estudios preliminares, el amplificador total de tres bandas de respuesta ACH, construida utilizando filtros activos de tres segundos, resultó que esta característica en cualquier frecuencia de las articulaciones de filtro tiene una no uniformidad muy alta. Al mismo tiempo, es muy crítico para la exactitud de la configuración del filtro. Incluso con un ligero desajuste, la desigualdad de la respuesta total puede ser 10 ... 15 dB!

El maestro de ballenas libera un conjunto de NM2116, desde donde puede recolectar un conjunto de filtros, construido sobre la base de dos filtros y restando el sumador, sin tener las desventajas anteriores. El dispositivo desarrollado es al menos sensible a los parámetros de la frecuencia de corte de filtros individuales y, al mismo tiempo, proporciona una respuesta total de alto tubo.

Los elementos principales de modernos equipos de reproducción de sonido de alta calidad son sistemas acústicos (AC).

Los más simples y baratos son AU de una sola banda, que tienen un altavoz en su composición. Tales sistemas acústicos no son capaces de alta calidad Trabaje en un amplio rango de frecuencia debido al uso de un altavoz (cabeza de altavoz - GG). Al reproducir diferentes frecuencias, se presentan varios requisitos a la GG. A bajas frecuencias (LC), el altavoz debe tener un difusor grande y rígido, una frecuencia baja de resonancia y tener un movimiento grande (para bombear un volumen de aire grande). Y a altas frecuencias (HF), por el contrario, es necesario tener un pequeño difusor ligero pero sólido con un pequeño curso. Todas estas características son casi imposibles de combinarse en un altavoz (a pesar de numerosos intentos), por lo que un solo altavoz tiene una alta frecuencia de no uniformidad. Además, en los altavoces de banda ancha hay un efecto de intermodulación, que se manifiesta en la modulación de componentes de alta frecuencia señal de sonido baja frecuencia. Como resultado, la imagen de sonido está rota. La solución tradicional de este problema es la separación del rango de frecuencia reproducido en las subbandas y la construcción. sistemas acústicos Sobre la base de varios altavoces en cada subbanda de frecuencia seleccionada.

Filtros eléctricos de separación pasiva y activa.

Para reducir el nivel de distorsión de la intermodulación, los filtros de separación eléctrica se instalan antes de los altavoces. Estos filtros también realizan la función de la distribución de la señal de sonido entre el GG. Se calculan en cierta frecuencia La separación fuera de la cual el filtro proporciona el valor de atenuación seleccionado expresado en decibeles a Octave. La inclinación de la atenuación del filtro de separación depende del esquema de su construcción. Filtro de primer orden que proporciona 6 dB / octubre, segundo orden - 12 db / oct, y el tercer orden es de 18 db / oct. La mayoría de las veces, los filtros de segundo orden se utilizan en los altavoces. Los filtros de orden alto se aplican a los altavoces rara vez debido a la compleja implementación de los valores exactos de los elementos y la ausencia de la necesidad de tener valores de amortiguación más altos de la atenuación.

La frecuencia de separación de los filtros depende de los parámetros del GG aplicable y en las propiedades de la audiencia. Mejor elección La frecuencia de separación es en la que cada HG AU funciona dentro del área del efecto del pistón del difusor. Sin embargo, la UU debe tener muchas frecuencias de separación (respectivamente, GG), que aumenta significativamente su valor. Está técnicamente justificado que sea suficiente para usar la separación de frecuencia de tres vías que se utilizará para un sonido de alta calidad. Sin embargo, en la práctica hay 4, 5 e incluso los altavoces de 6 tiras. La primera (baja) frecuencia de separación se elige en el rango de 200 ... 400 Hz, y la segunda frecuencia de separación (medio) en el rango de 2500 ... 4000 Hz.

Tradicionalmente, los filtros se fabrican utilizando elementos Pasivos L, C, R, y se instalan directamente en la salida del amplificador de potencia de terminal (mente) en la carcasa de CA, de acuerdo con la FIG.1.

Figura 1. Altavoces de rendimiento tradicionales.

Sin embargo, tal cumplimiento tiene una serie de deficiencias. Primero, para garantizar los recortes de frecuencia requeridos, es necesario trabajar con inductores suficientemente grandes, ya que es necesario realizar dos condiciones simultáneamente, para garantizar la frecuencia de corte necesaria y garantizar la coordinación del filtro con el GG (en otras palabras, Es imposible reducir la inductancia debido a un aumento en el contenedor en el filtro). El devanado de las bobinas de inductancia es deseable producir en marcos sin el uso de ferromagnetos debido a la no linealidad esencial de su curva de magnetización. En consecuencia, las bobinas aéreas de la inductancia son lo suficientemente voluminosas. Además, existe un error de devanado que no permite proporcionar una frecuencia de corte calculada con precisión.

El cable que se realiza el devanado de las bobinas, tiene la resistencia óhmica final, que a su vez conduce a una disminución en la eficiencia del sistema en su conjunto y la transformación de la parte del poder útil de la mente en el calor. Esto es especialmente notable en los amplificadores automotrices, donde la tensión de suministro está limitada a 12 V. Por lo tanto, para la construcción de sistemas estéreo automotrices, se usa a menudo el GG de resistencia a la bobina reducida (~ 2 ... 4 ohms). En tal sistema, la introducción de la resistencia adicional del filtro del orden de 0,5 ohms puede llevar a una disminución en la potencia de salida en un 30% ... 40%.

Al diseñar amplificador de alta calidad El poder está tratando de minimizar su resistencia de salida para aumentar el grado de amortiguación del GG. El uso de filtros pasivos reduce significativamente el grado de amortiguación de GH, ya que la resistencia reactiva adicional del filtro está conectada en serie con la salida del amplificador. Para un oyente, esto se manifiesta en la aparición de Bass "Bubbing".

Una solución efectiva es el uso de filtros electrónicos no pasivos, pero activos, en los que todas las desventajas enumeradas están ausentes. A diferencia de los filtros pasivos, los filtros activos se instalan hasta que se muestra la mente en la FIG.2.

Figura 2. Construyendo un camino de reproducción de sonido utilizando filtros activos.

Los filtros activos son filtros RC en amplificadores de operación (UNED). Es fácil construir filtros de frecuencia de sonido activos de cualquier orden y con cualquier frecuencia de corte. El cálculo de tales filtros se realiza en los coeficientes de la tabla con un tipo de filtro predeterminado, el orden necesario y la frecuencia del corte.

El uso de los componentes electrónicos modernos le permite producir filtros con valores mínimos de niveles de ruido propio, bajo consumo de energía, dimensiones y facilidad de ejecución / repetición. Como resultado, el uso de filtros activos conduce a un aumento en el grado de amortiguación del GG, reduce la pérdida de potencia, reduce las distorsiones y aumenta la eficiencia de la trayectoria productora de sonido en su conjunto.

Las desventajas de dicha arquitectura incluyen la necesidad de usar varios amplificadores de potencia y varios pares de cables para conectar sistemas acústicos. Sin embargo, actualmente no es crítico. El nivel de las tecnologías modernas ha reducido significativamente el precio y los tamaños de la mente. Además, ha aparecido mucho mucho. amplificadores poderosos En el rendimiento integral con excelentes características, incluso para uso profesional. Hasta la fecha, hay una serie de ICS con unas pocas mentas en un edificio (Panasonic fabrica IC RCN311W64A-P con 6 amplificadores de potencia específicamente para construir estéreo de tres bandas). Además, la mente se puede colocar dentro de la CA y el uso. cables cortos Las secciones grandes para conectar los altavoces, y la señal de entrada se envía mediante un cable blindado delgado. Sin embargo, si ni siquiera es posible establecer la mente dentro de la CA, el uso de cables de conexión varados no constituye un problema complejo.

Simulación y selección de la estructura óptima de los filtros activos.

Al construir un bloque de filtros activos, se decidió usar la estructura que consiste en un filtro de alta frecuencia (PVCH), un filtro de frecuencia promedio (filtro de tira, FSH) y filtro de baja frecuencia (FNH).

Este circuito fue prácticamente implementado. Se construyó un bloque de filtros activos de LF, HF y PF. Se seleccionó un sumador de tres canales como un modelo de altavoz de tres cables, proporcionando la suma del componente de frecuencia, de acuerdo con la FIG.3.

Fig. 3. Altavoz modelo de tres canales con un conjunto de filtros activos y FSH en PF.

Al eliminar la respuesta de frecuencia de dicho sistema, con frecuencias de corte de forma óptima, se esperaba que obtuviera adicción lineal. Pero los resultados estaban lejos de lo esperado. En los puntos señaladores de las características del filtro, se observaron fallas / emisiones dependiendo de la relación de la frecuencia de corte de los filtros adyacentes. Como resultado, la selección de los valores de la frecuencia de corte no fue posible provocar el trampo del sistema de respuesta de frecuencia a la vista lineal. La no linealidad de la característica del paso indica la presencia de distorsiones de frecuencia en el diseño musical reproducible. Los resultados del experimento se presentan en la FIG. 4, FIG.5 y FIG. 6. La figura 4 ilustra el emparejamiento de FNH y PVCH a un nivel estándar de 0.707. Como se puede ver en el dibujo en el punto de emparejamiento, la respuesta resultante (que se muestra en rojo) tiene una falla significativa. Cuando las características se deslizan, la profundidad y el ancho de la falla aumentan, respectivamente. La figura 5 ilustra el emparejamiento de FNH y PVCH en términos de 0.93 (características de frecuencia de los filtros). Esta dependencia ilustra la no uniformidad mínimamente alcanzable de la sierra de flujo, seleccionando las frecuencias de corte del filtro. Como se puede ver desde el dibujo, la dependencia es claramente no lineal. En este caso, la frecuencia del cortador de filtros se puede considerar óptimo para este sistema. Con un cambio adicional de las características de frecuencia de los filtros (emparejamiento en términos de 0.97), aparece una emisión en el paso de la respuesta de frecuencia en la base de las características del filtro. Dicha situación se muestra en la Fig. 6.

Fig.4. Ahh FNCH (Negro), ahh fvch (negro) y paso de respuesta de frecuencia (rojo), coincidir en términos de 0.707.

Fig.5. Ahh fnh (negro), ahh fvch (negro) y paso de respuesta de frecuencia (rojo), coincidir en términos de 0.93.

Fig. 6. Ahh FNH (Negro), ahh fvch (negro) y paso de respuesta de frecuencia (rojo), coincidir en términos de 0.97 y la aparición de la emisión.

La principal causa de la no linealidad del diagrama de flujo es la presencia de distorsiones de fase en los límites de la frecuencia del corte del filtro.

Decidir problema similar Permite que la construcción del filtro de frecuencia media no está en la forma de un filtro de tira, sino utilizando el sumador de restación a la OU. La característica de tal FSH se forma de acuerdo con la fórmula: UIC \u003d URH - URH - UR

La estructura de un sistema de este tipo se presenta en la FIG.7.

Fig.7. Modelo de altavoces de tres canales con un conjunto de filtros activos y FSH en el sumador de restación.

Con este método, la formación del canal de frecuencia promedio desaparece la necesidad de un ajuste preciso de las frecuencias adyacentes del corte del filtro, porque La señal de frecuencia media se forma restando de la señal completa de filtros de alta y baja frecuencia. Además de proporcionar respuesta de frecuencia complementaria, los filtros también tienen FFC complementarios, lo que garantiza la ausencia de emisiones y fallas en la respuesta total de todo el sistema.

El rango de enlace de frecuencia media con las frecuencias del FCR1 \u003d 300 Hz y FCR2 \u003d 3000 Hz se muestra en la FIG. 8. La respuesta de respuesta está garantizada por la atenuación de no más de 6 dB / OCT, que, como muestra la práctica, lo suficiente para implementación práctica FSH Y RECIBO sonido de alta calidad SCH GG.

Fig.8. Filtro de frecuencia media ACH.

El paso del coeficiente de transmisión de dicho sistema con FNH, PVCH y FSH en el sumador de restación se obtiene lineal en todo el rango de frecuencia de 20 Hz ... 20 kHz, según la FIG. 9. Amplientes y las distorsiones de fase faltan completamente, lo que proporciona pureza de cristal de la señal de audio.

Fig .9. Sistema de filtro AHH con FSH en un sumador de restación.

Las desventajas de tal solución incluyen requisitos estrictos para la precisión de las calificaciones de resistencia R1, R2, R3 (según la FIG.10, que se representa circuito eléctrico Restando a la adder) Proporcionar un addador de equilibrio. Estas resistencias deben usarse con tolerancias de precisión no más del 1%. Sin embargo, si hay problemas con la adquisición de tales resistencias, se requiere que el Adder esté equilibrado utilizando en lugar de R1, R2 RECORTMING resistencias.

El equilibrio del sumador se realiza de acuerdo con el siguiente método. Primero, es necesario enviar la oscilación de baja frecuencia para ingresar al sistema de filtro, mucho más bajo que la frecuencia de la rebanada FNH, por ejemplo, 100 Hz. Al cambiar el valor R1, debe establecer el nivel de señal mínimo en la salida del Adder. Luego, un oscilante con una frecuencia de obviamente servida en la entrada del sistema de filtro. más frecuencias Corte FVC, por ejemplo 15 kHz. Al cambiar el valor R2 nuevamente, establezca el nivel de señal mínimo en la salida del sumador. Se completa la configuración.

Fig.10. Esquema de la litera de restación.

Método para calcular FNH activo y FVCH

A medida que la teoría muestra el filtrado de frecuencia de haz, es necesario usar los filtros de Batterworth sin más de segundo o tercer orden, lo que proporciona una mínima no uniformidad en el ancho de banda.

El segundo esquema FNF de segundo orden se presenta en la FIG. 11. Su cálculo está hecho por la fórmula:

donde A1 \u003d 1.4142 y B1 \u003d 1.0 son coeficientes tabulares, y C1 y C2 se seleccionan de la relación C2 / C1 mayor a 4xb1 / A12, y la relación C2 / C1 no debe seleccionarse con una gran parte de la parte correcta de la desigualdad.

Fig .11. Esquema del segundo orden de FNH Batterworth.

El esquema de FVC de segundo orden se presenta en la FIG. 12. Su cálculo está hecho por fórmulas:

donde C \u003d C1 \u003d C2 (definido antes del cálculo), y A1 \u003d 1.4142 y B1 \u003d 1.0 son los mismos coeficientes tabulares.

Fig.12. FVCH BATTERWORTH 2º ESQUEMA DE PEDIDOS.

Los especialistas maestros Kit desarrollaron e investigaron las características de tal bloque de filtros con una funcionalidad máxima y dimensiones mínimas, lo que es esencial al aplicar el dispositivo en la vida cotidiana. El uso de una base de elementos moderna nos permitió asegurar el máximo desarrollo de la calidad.

Características técnicas del bloque de filtro.

El circuito eléctrico del circuito del filtro activo se muestra en la FIG. 13. La lista de elementos de filtro se da en la tabla.

El filtro se realiza en cuatro amplificadores de operación. OU se combina en un caso IMC MC3403 (DA2). En DA1 (LM78L09), el estabilizador de voltaje de suministro con los tanques de filtrado correspondientes se ensamblan: C1, C3 en la entrada y C4 para salir. Se hace un punto medio artificial en el divisor resistivo R2, R3 y el condensador C5.

En DA2.1, se realiza una etapa de tampón de la conjugación de la salida de la salida y la resistencia de entrada de la fuente de la señal y los filtros de la NCH, RF y SC. En el OU DA2.2, el filtro LF está ensamblado, el Filtro DA2.3 - Filtro de HF. El DA2.4 OU realiza la función de la coctelera de la tira del filtro.

Los contactos del X3 y X4 alimentan el voltaje de suministro, a los contactos X1, X2, la señal de entrada. CUBIERTAS X5, X9 eliminaron la señal de salida filtrada para la ruta de HC; Con X6, X8 - HF y con X7, X10 - SC SHORKS, respectivamente.

Fig.13. Esquema eléctrico principal activo filtro de tres bandas

Lista de elementos del filtro activo de tres bandas.

Posición	Nombre	Nota	Contar
C1, C4.	0.1 μf	Designación 104.	2
C2, C10, C11, C12, C13, C14, C15	0.47 μf.	Designación 474.	7
C3, C5.	220 μf / 16 v	Reemplazo 220 μF / 25 V	2
C6, C8.	1000 pf	Designación 102.	2
C7.	22 nf.	Designación 223.	1
C9.	10 nf	Designación 103.	1
DA1	78l09.		1
DA1	MC3403.	Reemplazo LM324, LM2902	1
R1 ... R3.	10 com		3
R8 ... R12.	10 com	Admisión no más del 1% *	5
R4 ... R6.	39 com		3
R7	75 com	-	1
PAD DE DIP-14			1
Conector Pines		De 2 clavijas	2
Conector Pines		De 3 clavijas	2

Apariencia El filtro se muestra en la FIG. 14, la placa de circuito impresa está en la FIG. 15, la ubicación de los elementos está en la FIG.16.

El filtro constructivo se realiza en tarjeta de circuito impreso De Folged Glasskeepolita. El diseño proporciona la instalación de la Junta en el caso estándar de la caja Z24A, para esto, se proporcionan los orificios de montaje a lo largo de los bordes de la placa con un diámetro de 4 y 8 mm. El tablero en la carcasa está unido por dos tornillos-tornillos.

Fig.14. Vista exterior del filtro activo.

Fig .15. Tablero de impresión del filtro activo.

Fig .16. La ubicación de los elementos en la placa de circuito impreso del filtro activo.

Filtro para subwoofer

Todos quieren tener su propio cine en casa personal en casa, que a los precios actuales para una visita pública está plenamente justificada, pero no todos se obtienen. Alguien está contento con la compra de columnas chinas 2.1 baratas, alguien se adapta a la acústica soviética de bajo. Y los aficionados de radio de radio amate más avanzados hacen que el subwoofer LF canal. Además, el procedimiento de fabricación no es completamente complicado. El subwoofer estándar es un filtro activo del LC, que sirve las señales de los canales de salida lineales a la derecha e izquierdo, el amplificador de potencia en muchos vatios y una caja de madera grande con un altavoz de baja frecuencia.Cálculo y fabricación de la caja El caso es carbonato puro, puede leer sobre ello.otros recursos, el amplificador de potencia no es un problema, con un rico surtido de todo tipo y. Pero en la entradafiltrar LF para un amplificador de canal de subwoofer, nos detendremos en detalle aquí.

Como saben, el subwoofer reproduce frecuencias de hasta 40 Hz, y se usa junto con los altavoces de satélites pequeños. Los subwoofers son pasivos y activos. Subwoofer pasivo - Se coloca en la carcasa de la carcasa de la cabeza, que está conectada al amplificador general. Con este método de conexión, la salida OMPC de banda ancha se alimenta a la entrada del subwoofer, y su filtro de separación se elimina de la señal LF y se suministra la señal filtrada para los altavoces.

Un método mucho más eficiente y común para conectar un subwoofer utilizando un filtro de separación electrónico y un amplificador de potencia separado, que le permite separar los raza de la señal suministrada a los altavoces principales en el lugar de la ruta donde el filtrado de señal contribuye mucho menos no lineal Distorsión que filtrando la señal de salida del amplificador de potencia. Además, agregar un amplificador de potencia separado para el canal del subwoofer aumenta significativamente el rango dinámico y libera el amplificador de los canales principales de SCH y RF de la carga adicional.A continuación sugiere el primero la opción más sencilla Filtrar LF parasubwoofer. Se realiza como filtro para un sumador en un transistor y la calidad de sonido grave con él no tiene que contar. Déjalo para ensamblar el comienzo.

Pero estas tres opciones con el mismo éxito han demostrado ser excelentes.filtros parasubwoofer y algunos de ellos están instalados en mis amplificadores.

Estos filtros están instalados entre salida lineal Fuente de señal y entrada de amplificador de potencia de subwoofer. Todos ellos tienen un pequeño nivel de ruido y consumo de energía, una amplia gama de voltajes de suministro. Los chips utilizaron cualquier DUAL OU, por ejemplo, TL062, TL072, TL082 o LM358. Los elementos pasivos se presentan los requisitos habituales, como los detalles de los cortadores de audio de alta calidad. En mi audiencia, el sonido del esquema inferior era especialmente elástico y dinámico, el subwoofer con esta opción ni siquiera es oídos, sino un vientre :)

Especificacionesfiltrar parasubwoofer:

voltaje de suministro, 12 ... 35V;
consumo actual, MA 5;
frecuencia de corte, HZ 100;
fortalecimiento en el ancho de banda, DB 6;
fluyendo fuera del ancho de banda, DB / 12 de octubre.

Tarjetas de filtro SABVOFOFER proporcionadas por Dimanslm Comade:

Agregar un subwoofer activo aumenta significativamente el rango dinámico, reduce el menor frecuencia de límite La reproducción mejora la pureza del sonido de frecuencia central y proporciona nivel alto Volumen sin distorsión. Eliminar las bajas frecuencias del espectro de la señal principal que entran en satélites les permite sonar más fuerte y limpiador, ya que el cono de la cabeza de la LF no duda con una amplitud grande que trae una distorsión grave, tratando de reproducir el bajo.

Clasificación de filtros y sus principales características.

La clasificación de los filtros se puede realizar de acuerdo con diferentes características, lo más importante de los cuales es un signo asociado con el ancho de banda de frecuencia. Esta característica distingue los siguientes tipos de filtros:

§ Frecuencias más bajas (FNH);

§ Frecuencias superiores (FVCH);

§ Strip (PF);

§ Grabadora o Scolding (RF).

Si el filtro pasa armónicos con una frecuencia de cero a una frecuencia fija llamada Frecuencia de corte inferior f. NSR (W NSR \u003d 2P f. NWR), relajando todas las frecuencias por encima de esta frecuencia, luego este filtro se refiere al FNF. Si el filtro pasa todos los armónicos con frecuencias, desde una frecuencia fija llamada la frecuencia de corte superior F. Wrv (w wrv \u003d 2p f. WRC), y afloja todas las frecuencias por debajo de esta frecuencia, luego este filtro se refiere a la FVCH. Filtro que salta armónicos con una frecuencia que van desde una frecuencia de corte inferior fija. f. NSR a la frecuencia superior instalada F. WRC, y suprime armónicos con todas las demás frecuencias, entonces este filtro se refiere a PV. Finalmente, si el filtro presiona el armónico, solo con una frecuencia fija definida f. P y se pierde todos los armónicos con otras frecuencias, entonces este filtro se refiere a la Federación de Rusia. Las principales características de los filtros de acuerdo con la definición son la respuesta y la FFH. Característica de frecuencia de amplitud NORTE.(j.w) \u003d ç A(j.w) cambia el cambio en la relación de la salida y las amplitudes de entrada de armónicos dependiendo del cambio en su frecuencia. La respuesta de frecuencia de fase se determina mediante la función J (W), que describe el cambio en la fase de salida de la señal armónica en relación con su valor de entrada, dependiendo del cambio de frecuencia. Las frecuencias de corte correspondientes son de la ecuación. NORTE.(W. I.\u003d 0.707 \u003d 1 / Ö2, donde w I. Establece la frecuencia de corte correspondiente a 0.707 o a 3 dB. De acuerdo con AHH, que generalmente se representa mediante un gráfico o analíticamente en la fórmula de fórmula, además de las frecuencias de corte correspondientes y se pueden determinar otros parámetros. Estos parámetros incluyen el ancho de banda D f. P, Filtrar la banda de atenuación D f. H y Supresión banda d f. PD.

Rango de frecuencia para ACH de cero a f. Nwr o ot f. WRC y lo anterior se llama ancho de banda. A medida que la respuesta de frecuencia no puede caer instantáneamente a cero después de f. Nwr o por el contrario viajará de cero a f. WRC, entonces hay una cierta frecuencia de intervalo de frecuencia que exceden f. Nwr o no excediendo f. WRC, que se llama la tira de atenuación (barrera) o el intervalo de frecuencia de transición. Al mismo tiempo, el nivel inferior de atenuación o, en consecuencia, el aumento de la respuesta de frecuencia, que determina el sitio de transición, corresponde a un valor de certeza un valor igual a, por ejemplo, 0,1 (Fig. 1). Luego, el intervalo de frecuencia de transición está determinado por la solución de ecuaciones. NORTE.(W pz. I.) \u003d a y NORTE.(W. I.) \u003d 0.707, donde el índice i. Determina la frecuencia de corte correspondiente a nivel A y 0.707. Todas las frecuencias arriba o respectivamente por debajo de W PZ I. Pertenecen a la llamada, la banda de supresión del filtro correspondiente.

Una característica importante Es genial S.(f. 1 ,f. 2) Filtro ACH, que está determinado por el ángulo de inclinación de AHH (ACH) en la barra de la barrera y se determina analíticamente de la igualdad.

S.(f. 1 , f. 2) \u003d 20 log [ NORTE.(f. 1) / NORTE.(f. 2)],

dónde NORTE.(f. 1) I. NORTE.(f. 2) - los valores de la respuesta de frecuencia, respectivamente, en frecuencias f. 1 I. f. 2, tomado dentro de su banda de atenuación.

Para la evaluación de la inclinación. S.(f. 1 , f. 2) El filtro SCH en decibeles durante una década necesita igualdad. f. 2 = 10 F. 1, y por su evaluación en decibelios a octava - f. 2 = 2 F. 1 .

Los filtros dependiendo de la ejecución de los circuitos se dividen en pasivos y activos. Los filtros activos difieren de los filtros pasivos, en primer lugar, la presencia de un elemento activo hecho, por ejemplo, en forma de un amplificador de operación.

En la Fig. 1 muestra gráficos ilustrativos de características de frecuencia que indican sus principales parámetros y son indicativos.

Figura 1.- Gráficos ilustrativos de las características de frecuencia de AMC, VFC, PF

Dado que las propiedades de frecuencia de los filtros, incluida la inclinación de la respuesta de frecuencia, se determinan por su relación de engranaje, y luego, dependiendo de su tipo, los filtros de los pedidos primero, segundo y más altos difieren.

Función de transmisión de FNF activo. nORTE.-o orden tiene la apariencia

A(s.) \u003d K. 0 /(1 + A. 1 s + A. 2 s. 2 + .... + a n s n),

dónde A 0 - El coeficiente de transmisión en la corriente constante.

Obviamente, el orden de la relación de engranaje está determinada por el esquema correspondiente del filtro real. Entonces, para el filtro de primer orden, la función de transferencia con s \u003d J.w I. A 0 \u003d 1 se describe como

A(j.w) = 1/(1 + Rc j.w)

dónde R.y C. Las calificaciones de la resistencia y el condensador se incluyen en el circuito de filtro, y la FCH tiene el formulario J (W) \u003d - Arc TG (W / W 0), ya que W 0 \u003d T -1 en T \u003d Rc.

Desde la función de transferencia, por transformaciones simples, nos ponemos a luz para el primer orden FNH

Ejecutando acciones similares, consigue ahh y ff para la primera orden FVCH

j (w) \u003d p / 2- arc tg (w / w 0).

Los filtros de alto orden se pueden construir con una conexión en cascada de filtros más pequeños. Por ejemplo, el filtro de cuarto orden se puede crear utilizando conexión en serie Dos filtros de segundo orden. En este caso, las funciones de transferencia se multiplican.

Los circuitos de filtro activo de segundo orden incluyen el amplificador operativo (OU) se comprime mediante una retroalimentación negativa o positiva en forma de cadenas dependientes de la frecuencia. Los ejemplos de tales filtros se muestran en la FIG. 2 (a, b, b).

Figura 2. - Diagramas de filtro de 2 orden en Amplificadores de operación OU: pero - FNH; b. - FVCH; en - RF.

De la siguiente manera de la FIG. 2 ( pero) El orden FNH 2-TH se basa en un compuesto en cascada de dos cadenas RC, y en la primera Rc La cadena del condensador está conectada a la salida OU y, por lo tanto, forma un positivo. realimentación Para OU para aumentar la relación de transferencia de filtros. f. NSR La determinación de las calificaciones de las resistencias y los condensadores se realiza a una frecuencia determinada. f. NSR de acuerdo con las fórmulas

Generalmente resistencias preestablecidas R. 1 I. R. 2. A continuación, de acuerdo con las fórmulas anteriores, se calculan las calificaciones de los condensadores, seleccionando el nominal nominal que llega y, si es necesario, ajuste las cotizaciones de resistencias preescritas para proporcionar la frecuencia deseada f. NSR Por lo tanto, los cálculos se realizan ajustando consistentemente las calificaciones de las resistencias y los condensadores, para garantizar el valor de frecuencia requerido f. RMN y la correspondencia de las calificaciones de las resistencias y los condensadores producidos en serie.

Si en el esquema pero) Cambie las resistencias y los condensadores en algunos lugares, entonces, como resultado, obtenemos PVCH, cuyo diagrama se muestra en la FIG. 2 ( b.).

Si conecta secuencialmente el FGH y PVCH con la respuesta correspondiente, entonces el resultado es PF.

En la Fig. Higo. 2 ( en) El esquema de la Federación Rusa recolectó sobre la base de un puente T formado por resistencias y condensadores se representa como se indica en el esquema. En este caso, la salida del repetidor realizada en la OU tiene una retroalimentación conectada de acuerdo con la figura a un punto ubicado entre el condensador DE 1 y resistencia R. 2. Gracias a esta inclusión, calidad. T.-El costo aumenta significativamente, lo que conduce a un estrechamiento de la banda de frecuencia en el vecindario de la frecuencia de la supresión rusa. f. 0 \u003d 1 / (2 p R. 1 C. 2).

Los filtros están diseñados para la selección selectiva de la señal beneficiosa de una mezcla de ruido, interferencia y la señal misma. Los filtros se caracterizan por un ancho de banda, una frecuencia resonante, la eficiencia de la excreción / debilitamiento de la señal útil / interferente.

Los filtros son uno de los nodos más comunes y significativos de equipos radio-electrónicos. Ellos permiten:

♦ Seleccione la información necesaria de la señal de ruido;

♦ Mejorar la relación señal / ruido;

♦ Mejorar la calidad de la señal.

Para la cita, se conocen los filtros:

♦ Frecuencias altas (superiores);

♦ frecuencias bajas (inferiores);

♦ tira;

♦ banda estrecha;

♦ banda ancha;

♦ Grabadora (espantapájaros), etc.

En la Fig. 38.1 muestra frecuencias bajas típicas y es adecuado ACC.

Considerar los principales tipos de filtros hechos usando

Como se sabe, el coeficiente de transmisión de la OU, en el esquema, la fig. 38.2, definido como 1 + R3 / R4. Para implementar el filtro estándar de paso bajo, es necesario realizar las siguientes condiciones:

Higo. 38.2. Ejemplo de implementación práctica de bajas frecuencias.

C1 \u003d C2 \u003d C, R1 \u003d R2, Luego

la frecuencia del cortador de filtros se puede determinar a partir de una relación aproximada: DGC] \u003d 10 / S [ICF], FIG. 38.3. Se puede obtener una conclusión similar para calcular el filtro de alta frecuencia.

Al conectar secuencialmente el filtro de frecuencia baja y superior, que se puede obtener que se representa en la FIG. 38.9.

Higo. 38.7. Ejemplo de la implementación práctica de altas frecuencias.

Nota.

La desviación de los elementos precisionales de los filtros de los valores recomendados (calculados) no debe exceder el 7%. Tenga en cuenta que para construir el filtro, los elementos de precisión (, resistencias) de la igual cantidad de calificación incluidos para obtener valores R / 2 y 2C están en paralelo.