Kuidas kiiresti kujundada ülipääs- ja madalpääsfiltrilülitusi

Selles postituses õpime, kuidas kujundada helifiltri ahelaid, nagu ülipääsfiltrid ja madalpääsfiltrite ahelad, ilma et oleks vaja keerulist simulatsiooni ja arvutusi teha. Esitatud kujundused võimaldavad luua filtriahelaid ainult soovitud spetsiifiliste sagedusribade jaoks ja blokeerivad kõik muud soovimatud sagedused.

Mis on kõrge pääsupilt

Nagu nimest võib järeldada, on ülipääsfiltrite ahel ette nähtud kõigi valitud sageduse alla jäävate sageduste summutamiseks ning kõigi selle läve ületavate sageduste läbimiseks või lubamiseks. Põhimõte on just vastupidine madalpääsfiltri ahelale.

Piirivahemik on tavaliselt suhteliselt kõrgemal sagedusalas (kHz),

Järgnev ülipääsfiltri vastusgraafik näitab lainekuju pilti, mis näitab, kuidas kõik valitud piirlävest madalamad sagedused summutatakse või blokeeritakse järk-järgult, kui sagedus väheneb.

Järgmised kaks pilti on konfigureeritud standardsete ülipääsfiltrilülitustena, kusjuures esimene on mõeldud töötama kahekordse toiteallikaga, samas kui teine ​​on määratud töötama ühe toiteallikaga.

Mõlemas ülaltoodud konfiguratsioonis moodustab opamp keskseadme aktiivse komponendi, samas kui opampi sisendtappide külge juhtmed, mis on juhtmega ühendatud, on ette nähtud ülipääsfiltri väljalülituspunkti määramiseks, sõltuvalt sellest, kuidas nende väärtused passiivsed komponendid arvutatakse vastavalt kasutaja spetsifikatsioonidele või nõuetele.

Kuidas kujundada kohandatud ülipääsufiltrit

Nagu on välja pakutud, saab ülipääsfiltriahela kiireks kujundamiseks vastavate takistite ja kondensaatorite arvutamiseks kasutada järgmisi valemeid ja järgnevaid samme.

Kõigepealt valige meelevaldselt sobiv väärtus C1 või C2 jaoks, mõlemad võivad olla identsed.

Seejärel arvutage R1 järgmise valemi abil:

R1 = 1 / √2 x π x C1 x Sagedus

Siinkohal tähistab mõiste „sagedus” soovitud ülipääsude väljalülitusläve, millest madalamal tuleb teisi soovimatuid sagedusi järk-järgult summutada või ignoreerida.

Lõpuks arvutage R2 samamoodi nagu ülal, kasutades järgmist võrrandit:

R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Sagedus

Ülemäärase filtri vooluahela ühe toite versiooni võib näha teise kondensaatori Cout abil, mis pole üldse kriitiline ja võib olla umbes 100 või 1000 korda suurem kui C1.

Ülaltoodud arutelud näitavad, kuidas lihtsalt keegi saab konkreetse rakenduse jaoks kiiresti välja arvutada ja kujundada ülipääsfiltrite ahela, mis võib olla kolmekordne juhtimisahel, 10-ribaline graafiline ekvalaiser või kodukino ringraja vms.

Kui madalapääsfiltrid töötavad

Nagu nimigi ütleb madalpääsfiltrite ahelad on ette nähtud soovitud piirlävest madalama või madalama sageduse eelistatud vahemiku läbimiseks või läbiviimiseks ning selle väärtuse ületavate sageduste summutamiseks või järkjärguliseks blokeerimiseks.

Tavaliselt kasutatakse selliste filtrilülituste valmistamiseks opampe, kuna opampsid sobivad nende rakenduste jaoks kõige paremini nende äärmiselt mitmekülgsete omaduste tõttu.

Graafik, mis näitab sagedust vs võimendust

Järgmine graafik annab tüüpilise madalpääsfiltri sageduse vastuse võimenduse osas, näeme selgelt, kuidas vastus nõrgeneb (järk-järgult langeb), kui sagedus suureneb üle konkreetse piirlävi.

Järgmised pildid kujutavad standardit opamp-põhised madalpääsfiltrite ahelad . Esimese toiteallikaks peab olema kahekordne toiteallikas ja teine ​​töötab ühe toitepinge abil.

Kohandatud madalpääsfiltrilülituse kujundamine

Komponendid R1, R2 ja C1, C2, mis on konfigureeritud opampi inverteerimata (+) ja inverteeriva (-) sisendiga, otsustavad filtri piirväärtuse põhimõtteliselt ja need tuleb projekteerimisel optimaalselt arvutada vooluringi.

Nende parameetrite arvutamiseks ja madalpääsfiltriahela kiireks projekteerimiseks mõne minuti jooksul võib kasutada järgmisi valemeid ja selgitatud samme:

Kõigepealt peame leidma C1, mida saame teha, valides suvalise väärtuse meelevaldselt vastavalt meie mugavusele.

Järgmisena saame arvutada C2 valemiga:

C2 = C1 x 2

R1 ja R2 võivad olla identsed ja neid saab arvutada järgmise valemi abil:

R1 või R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Sagedus.

siin on „sagedus” vahemik, kus eeldatavasti toimub piirilüli üleminek, või soovitud piirväärtus.

Ühekordse toiteallika madalpääsfiltris näidatud Cini ja Couti väärtused ei ole kriitilised ja need võivad olla kõik, mis on 100–1000 korda suuremad kui C1, st kui valite C1 väärtuseks 0,1uF, võivad need olla vahemikus 10uF kuni 100uF jne. Pinge spetsifikatsiooni võib valida kaks korda suuremaks kui toitepinge.

Takistid on kõik 1/4 vatti, 5% või 1%.

See on kõik! .... ülaltoodud lihtsa tehnika abil saate kiiresti välja töötada suhteliselt hea madalpääsfiltri ja kasutada seda konkreetseks rakenduseks, mis võib hõlmata kõrge bassiga muusikaahelat, aktiivne kõlar ületab võrgu või kodukinosüsteem vms.

Lisateave: https://drive.google.com/file/d/1yo_WH0NzYg43ro_X0ZrXoLYSM5XOzKU8/view?usp=sharing