Фильтр для низких частот для сабвуфера: Сабвуфер в домашней Hi-Fi системе: практическая часть / Stereo.ru

Содержание

Сабвуфер в домашней Hi-Fi системе: практическая часть / Stereo.ru

Полагаю, что у большинства обывателей при упоминании слова «сабвуфер» в голове сразу же возникает картина неистово скачущего драйвера, в такт которому кулаком о стену подыгрывает сосед; дребезжащая мебель, плачущие дети и жена, грозящая разводом. Даже среди моих товарищей, с которыми я поделился радостью после приобретения сабвуфера, оказались те, кто в ответ поинтересовался: «А соседи как? Не ругаются?» Нет, представьте себе, не ругаются. И сейчас я постараюсь в деталях объяснить, почему.

О сабвуфере

Решение было осознанным и вполне созревшим. Знакомый меломан, уже обладающий трифоником, только подливал масла в огонь. Позже, в ходе одного из тестов аудиоаппаратуры, мне довелось объединить и настроить трифоник собственноручно. Конечно же, желание применить этот практический навык в домашних условиях только усилилось.

И вот, наконец-то, заветный день настал.

Мой выбор остановился на сабвуфере в закрытом ящике M&K Sound SB12. Черный глянцевый красавец, под стать моей полочной акустике. Размеры саба не очень-то скромные: высота и ширина — 381 мм, глубина — 438 мм. Вес при этом превышает 20 кг.

На лицевой панели расположен 12-дюймовый драйвер из целлюлозы. Боковые и верхняя панели остались нетронутыми. На нижней панели установлено пять резиновых опорных ножек. Тыльная сторона разместила на себе все имеющиеся у саба терминалы подключения, элементы управления и радиатор охлаждения. Пиковая мощность, которую указал производитель — 250 Вт. Частотный диапазон: 20–200 Гц.

Касаемо функционала, опишу лишь те нюансы, с помощью которых было осуществлено подключение, настройка и доводка сабвуфера.

Тумблер питания имеет три положения: «On», «Off» и «Auto». Последний режим пришелся очень кстати — сабвуфер сам включается при поступлении входящего сигнала и так же сам отключается, когда сигнал какое-то время отсутствует. В моем сценарии эта опция оказалась востребована.

Регулировка фазы плавная: от 0 до 180. Регулировка кроссовера реализована от 40 Гц до положения «Bypass», когда кроссовер дает сабу полную волю. Последний регулятор управляет громкостью сабвуфера.

Ниже расположились две пары терминалов подключения по высокому уровню. Еще ниже — идентичные две пары терминалов, но другого предназначения. С их помощью можно подключить к сабу стереопару.

Подключение и настройка

1. Подключение сабвуфера через высокоуровневый вход

Я использую интегральный усилитель, в котором нет специального выхода для сабвуфера. Так что в моем случае подключение будет реализовано через высокоуровневый вход сабвуфера. Для этого в закромах был найден медный кабель сечением 4 кв.мм.

Один из его концов я подключил к усилителю, взяв «-» с левого канала и «+» с правого. На сабвуфере подключение произвел аналогичным способом: на верхней паре клемм использовал черный терминал левого канала и красный терминал правого.

Кабель питания подключен в сеть, тумблер питания установлен в положение «Auto». По окончании этих нехитрых манипуляций саб включился и заиграл, когда на него поступил сигнал от интегральника.

2. Поиск места для сабвуфера

Место для установки сабвуфера было определено интуитивно еще до того, как саб оказался у меня. Как бы странно это ни звучало, но мой выбор полностью оправдал ожидания. Сейчас объясню, в чем дело.

Видимо, вследствие специфики моей комнаты для прослушивания, после определенного уровня громкости воображаемая сцена начинала смещаться левее от центральной точки. Приходили в голову самые ужасные мысли — к примеру, неисправность драйвера на левой колонке. Но развеялись такие мысли быстро и легко: поменяв полочники местами, я услышал все тот же эффект — сцена «уезжает». При рокировке каналов усилителя эффект также сохранялся.

Видимо, пустой угол в левом верхнем углу комнаты (см. схему ниже) после определенного уровня громкости вносил в звук свои коррективы. План был таков: урегулировать этот резонанс в левом углу размещением сабвуфера ближе к правому спикеру. И план сработал! По прошествии нескольких минут упражнений с 20-кг ящиком оптимальное место было определено.

Сабвуфер стоит правее от центра комнаты, по линии АС. Динамик его направлен на диван. Вариант, когда саб стоит еще ближе к правому спикеру, мне не понравился. Все-таки, несмотря на бытующее мнение о том, что низкочастотное излучение до определенных частот не локализуется в пространстве, моим слухом саб определяется как источник звука.

И общая звуковая картина выглядит гармоничнее, когда сабвуфер расположен ближе к центру, по линии АС. Таким образом, я, как говорится, «убил двух зайцев», удовлетворив данным расположением саба обе свои хотелки.

3. Поиск фазы

Следующий этап — регулировка фазы. Перед тем, как приступить к решению этой задачи, я повернул регулятор громкости сабвуфера в его максимальную позицию, чтобы бас был слышен «во всей красе». В положении «180» низкие частоты заполнили помещение полностью, заставив кое-какую мебель дрожать от восторга.

В положении «0» деградация НЧ была слышна невооруженным ухом. Саб, в силу гораздо большей отдачи по низким частотам в сравнении с полочниками, не только смог подавить их бас, но и вырваться из их плена. Результат такой настройки печален — звук, словно «из бочки». К тому же, на передний план выходят средние и высокие частоты. В общем, с этой настройкой определиться достаточно просто, даже не имея какого-либо опыта.

Кроме того, в целях эксперимента были опробованы разные положения фазы в пределах «0–180». Полезных результатов такой эксперимент не принес: по мере продвижения регулятора в сторону позиции «0» бас ослабевал, так как постепенно смещался в противофазу с акустикой.

Таким образом, очередная настройка сабвуфера прошла успешно.

4. Работа с кроссовером

Настало время определиться с не менее важным параметром — установкой частоты среза на кроссовере саба.

Производитель заявляет, что мои полочники играют от 47 Гц до 54 кГц при неравномерности ±6 дБ . Фазоинвертор настроен на 55 Гц. По итогам приключений с генератором тона, информация о низкочастотном диапазоне вполне достоверна, и ее можно использовать при дальнейших настройках сабвуфера.

Но стоит учесть еще один момент: резонанс комнаты, на мой слух, совпадает с настройкой фазоинвертора. Примерно на 55 Гц в комнате для прослушивания ощущается довольно неприятный гул. Сглаживает ситуацию тот момент, что этот резонанс дает о себе знать только на достаточно высокой громкости, которая выше той, что я использую для длительного прослушивания.

Таким образом, первая из настроек кроссовера, которая пришла мне на ум, это крайнее левое положение регулятора — 40 Гц. Несколько коротких прослушиваний на половине громкости саба — и результат мне понравился. Далее, плавно подкручивая кроссовер по часовой стрелке, я проводил такие же короткие прослушивания. Но в конечном итоге вернулся к первоначальной настройке.

При смещении среза кроссовера в сторону увеличения частоты ощущался явный избыток баса в том диапазоне, где трудится фазоинвертор акустических систем. Фильтр в крайнем правом положении, на мой слух, придает гулкости общей картине низких частот. Так что, исходя из вышесказанного, было принято решение оставить настройку фильтра на 40 Гц.

5. Регулировка громкости саба относительно стереопары

Я где-то читал, что в студиях звукозаписи принято согласовывать сабвуфер и акустику с помощью генератора тона по частоте то ли 80, то ли 85 Гц. Почему бы не попробовать?

Запуская на генераторе тона сначала 80, потом 85 Гц, с помощью подручных инструментов я отслеживал пиковые значения на полочниках, а следом и на сабвуфере. Пиковое значение саба оказалось ниже, поэтому ручку громкости пришлось докрутить с 12 часов примерно на два.

Беглое прослушивание дало негативный результат: на мой слух, бас оказался слишком акцентированным. Тонкой доводкой в обратную сторону было найдено оптимальное для меня положение регулятора — чуть-чуть больше половины.

Итак, что имеем по итогам настройки:

• саб подключен по высокому уровню к терминалам усилителя;

• размещение — правее от центра, по оси АС;

• регулятор фазы в положении «180»;

• срез кроссовера минимально возможный — 40 Гц;

• регулятор громкости в положении чуть более 12 часов.

Прослушивание и впечатления

Наконец-то быстрые прослушивания остались позади, и можно неспешно, комфортно и с расстановкой оценить результаты настройки.

Помните, как в детстве бывало? Хочешь какую-нибудь игрушку, мечтаешь, копишь денежку… Рано или поздно покупаешь ее. Радость! Но потом оказывается, что эта игрушка еще круче, чем ты себе представлял. Восторг!

Это именно то ощущение, которое я испытал. Звуковая картина стала полной, насыщенной, глубокой и объемной. Мои опасения по поводу того, что локализация саба испортит воображаемую сцену, развеялись в тот же момент. Все случилось с точностью наоборот: очертания инструментов стали еще более осязаемы, чем до этого. Магия, не иначе!

В композициях с вокальной частью меня ждал еще один сюрприз: голоса вокалистов получили хорошую, весомую опору. Даже в случае с женским вокалом изменения очевидны: на фоне массивной и точной отработки низких частот женский вокал воспринимается совсем иначе.

Сложно описать все впечатления от изменений в звуке, так как в каждой композиции выходят на свет нюансы, которые ранее были недоступны. Это тот случай, когда хочется переслушать всю фонотеку заново. Чем я, собственно, и займусь.

Вечером, когда начала ощущаться приятная усталость, я решил выключить сабвуфер и послушать, как было до него. Долго описывать впечатления не буду — скажу лишь, что хватило меня не надолго. Тот звук, к которому я стремился, начинается после включения сабвуфера.

Пару слов о соседях: на комфортной для меня громкости диффузор саба даже не выходит на свойственную ему амплитуду колебаний. При этом его вклад в общее звучание системы заставляет нервничать большинство из тех напольных АС, что мне доводилось слышать. Но ни в коем случае не соседей.

Выводы

Несомненно, трифоник, как одна из ветвей развития домашней Hi-Fi-системы — отличный вариант апгрейда. Действительно, его настройка и компоновка требует времени. Но если настройка была проведена с должной подготовкой и вниманием к деталям — поверьте, результат будет более чем впечатляющим. По крайней мере, в моем случае именно так и произошло.

Преобразователь низких частот для сабвуфера

Главную часть сабвуферов представляет собой фильтр низких частот. Зачем требуется устанавливать ФНЧ? Сабвуфер излучает звуковые сигналы низкой частоты. Если подключить усилитель сразу на сабвуфер, звучание будет таким же, как и с обычными аудиоколонками.

Блок фильтров низкой частоты

ФНЧ срезает частоты, которые не нужны, передает на входной канал усилителя только низкочастотные колебания звуковой частоты. Многие фильтры срезают сигналы меньше 20 Гц и больше 200 Гц, при этом остается бас, который слышен из сабвуфера.

Базовые виды фильтров низких частот:

  • Активный;
  • Пассивный;

Фильтр пассивного вида включает в себя только резисторы и емкости.

Фильтры не имеют в составе компоненты усиления. Главное преимущество фильтра – это конструктивная простота, малое число компонентов.

Фильтры низких частот имеют негативную сторону. Проходящий через фильтр звук уменьшает громкость, и на выходе остается слабый сигнал, требующий усиления. Для усиления такого сигнала применяют усилитель, после которого сигнал идет на главный усилитель.

Фильтры пассивного вида производят первого порядка. Во втором каскаде фильтрации нет смысла, так как сигнал звука после него уменьшается в десятки раз.

Фильтры активного вида включают в себя пассивный фильтр и усилитель частот звука, который восполняет потери от фильтра, усиливает звук на выходе. ФНЧ можно изготовить с помощью одного транзистора. Фильтры изготавливаются на микросхемах, применяются усилители звука малой мощности.

Главное преимущество фильтра низкой частоты состоит в обеспечении высокого сигнала выхода, в регулировке частот необходимого интервала. Фильтры подключают к питанию. На главном трансформаторе создают обмотку питания фильтра.

Большое число радиодеталей, сложная схема являются вторым недостатком фильтров низкой частоты.

Виды преобразователей частоты

Изобретение частотных преобразователей стало прорывом в приводах электрической машины. Изменился подход в конструировании систем приводов двигателей. Когда создавали сложную конструкцию регулирования значений момента и скорости, то за основу брали двигатели, работающие на постоянном токе. Автономные инверторы тока с двигателями переменного тока вытеснили моторы постоянного тока.

В электрических приводах двигатели короткозамкнутые, вытеснили двигатели с последовательным возбуждением постоянного тока.

Классы преобразователей частоты

Прибор, изменяющий напряжение определенной частоты входа в напряжение с другой частотой является преобразователем частоты.

Классы:

  • Двухзвенные.
  • Непосредственные.

Реверсивный частотник – непосредственный класс прибора. Преимущество состоит в прямом подключении без дополнительных сетевых приборов.

Тиристорный, транзисторный частотник – это двухзвенный инвертор. Он отличается от непосредственного инвертора. Для безопасной эксплуатации ему нужно звено постоянной величины. Для соединения с сетями общепромышленного вида нужен выпрямитель. Выпрямитель, частотник комплектуют совместно, для дальнейшей работы в одной управляющей системе.

Двухзвенные инверторы

Преобразователь частоты, с фильтром, выпрямителем, созданный с инвертором с токовым звеном, называется двухзвенным.

ЭМ – машина электрическая, АИН – инвертор автономного типа, Lф, Сф, — емкость и индуктивность, fнз – выходная частота, u – выходного напряжения при применении выпрямителей, СУВ, СУИ – управляющие системы, uнз – определение напряжения, В – выпрямитель. Включенные связи изображены пунктиром, зависят от типа прибора.

Чтобы улучшить сглаживание и качество энергии применяют фильтр LC. Схема подключения Г-образная. В схеме применяют сдвиг фаз, обмотки трансформатора включают в звезду и треугольник.

Эта схема подключения имеет высокую стоимость, используется совместно с индивидуальным трансформатором.

Выпрямительный блок бывает управляемым и неуправляемым. При управляемом выпрямителе опция регулировки напряжения достается ему или автономному инвертору. Выпрямитель должен иметь реверс и полное управление для осуществления рекуперации электроэнергии (двухкомплектный). Управление инвертором осуществляется  методом импульсов. Широко применяемые способы – широтно-импульсные.

Автономные частотники используются в большей степени.

АИТ – автономный токовый инвертор, СУИ, СУВ – управление частотниками, УВ – управляемый блок выпрямителей, Lф – индуктивность, fнз – частота на выходе, і – ток на выходе звена постоянного тока.

В автономном частотнике выходная величина – это напряжение. В автономном токовом частотнике ток — регулируемое значение. Частота коммутации имеет значение в образовании сигнала выхода заданной частоты. При повышении частоты улучшается качество синусоиды, увеличиваются потери в инверторе.

Результат работы модели инвертора на транзисторах при разных коммутационных частотах:

Частота коммутации 800 Гц

Коммутационная частота 2000 Гц

Частота коммутации 8000 Гц

Уменьшение частоты ухудшает качество тока выхода. Частоту коммутации определяют, чтобы не было пульсаций.

Индуктивность подключена последовательно, емкость параллельно. Работа инвертора образует гармоники, для их снижения применяют фильтры.

Непосредственный частотник

Напряжение сети идет по вентилям управления электрической машины. На фазах подключены частотники с реверсом.

Инвертор низкой частоты изменяет 3-фазное напряжение в 1-фазное. В и Н комплекты включаются, на выходе напряжение двухполярное. Чтобы управлять инвертором применяют законы синуса и прямоугольника.

При прямоугольном законе порядок действия следующий. Полуволна напряжения проходит, на комплект идут импульсы. Комплект работает как выпрямитель с углом опережения. Для уменьшения тока переходят в режим инвертора. Ток снижают, чтобы не было замыкания в частотнике. После паузы вступает комплект №2.

При управлении с синусом выходное напряжение меняется по синусу, а управляющий угол постоянно меняется.

Сабвуферный усилитель в автомобиль

Качественный усилитель на 100 ватт в автомобиль для сабвуфера, собранный на микросхеме ТДА7294, имеет мощность выше, чем на микросхеме ТДА1562 (на 50 Вт). В усилителе используют преобразователь на 12 вольт на две колонки по 40 Вт. В нем фильтр низких частот, размещен на плате с одной стороны, в схеме три блока.

Преобразователь сети сабвуфера

Прибор создан на драйвере КА7500. Существует блокировка перенапряжения, идет отключение, если на входе U больше 15 В. Защита недостающего напряжения уберегает от чрезмерного разряда, драйвер отключается при падении постоянного напряжения до 9 В.

Защита тока предотвращает от неисправностей транзисторов, защищает всю схему. Индикация диода зеленого цвета показывает работу в нормальном режиме, диод красного цвета сигнализирует отключение драйвера. Плавный пуск по схеме дает возможность плавно запустить преобразователь, хотя на выходе большие емкости.

Трансформатор можно изготовить самому, взять готовый от компьютера. Используются выходы на 12 и 5 В, коэффициент трансформации 2,4. Если подается напряжение 14 вольт на линию в 5 В, то получается больше в 2,4 раза. На линии 12 В выходит напряжение 33 В для питания усилителя. Частота тока переключения 50 Гц, изменяется установкой емкости.

Полевые транзисторы можно заменить мощностью выше 100 Вт на выходе.

ФНЧ и усилитель

Схема простая на одном усилителе операционного вида ТL072. Питание подается двухполярное, 12 В, стабилитроны формируют напряжение 12 вольт.

Мощный усилитель на микросхеме

В схеме применена микросхема ТДА 7294 по типовому подключению. Через необходимые цепочки R-C подключены контакты ST и MUTE.

Полезные советы сборки усилителя

  1. В силовых схемах применяйте провод достаточного сечения. Конденсатор входа С4 берите на 4700 мкФ. От него зависит мощность. На линии аккумулятора применяйте предохранитель на 10 А. Пуск инвертора предполагает знание оборудования, питание с ограничителем тока.
  2. Масса подключена удачно, без шума, фона. Легкий гул фильтра создавала микросхема LМ358, она не подходит для звука в качественном режиме. Микросхема TL072 для этих целей подходит.
  3. Частотник защищен от замыкания линии выхода питания. Корпус усилителя изготавливается по своему усмотрению, на качество звука не влияет.

Для чего нужен фильтр для сабвуфера?

Многие киноманы хотят иметь личный домашний кинотеатр, однако не все могут позволить себе такую прихоть. Каждый выходит из такой ситуации по-своему: кто-то приобретет простые китайские колонки, кто-то приспособит для басов акустику советского производства, ну а самые продвинутые, владеющие познаниями в радиотехнике, сконструируют сабвуферный низкочастотный канал самостоятельно. Тем более что это довольно-таки несложно.

Общие сведения

Рассмотрим, что же представляет собой обычный сабвуфер. По сути, это простой активный фильтр низкой частоты, на вход которого подаются сигналы от линейного выхода (правый и левый каналы), усилитель и НЧ-динамик. В этой статье мы рассмотрим самый сложный элемент устройства - схему, которая позволяет самостоятельно собрать фильтр НЧ для сабвуфера. Такие устройства воспроизводят частоты, не превышающие 40 Герц. Их используют совместно с сателлитными громкоговорителями небольшого размера. Сабвуферы бывают активными и пассивными. Последние представляют собой низкочастотную головку, подключенную к общему усилителю. Такого рода приборы малоэффективны и непопулярны. Совсем другое дело - первый вариант. В таких устройствах электронный разделительный активный фильтр НЧ для сабвуфера и отдельный усилитель мощности отделяют басы от сигнала, который подается на основные громкоговорители непосредственно в том месте подаваемого тракта, где фильтрация данного сигнала внесет наименьший уровень нелинейных искажений, по сравнению с фильтрацией выходного усилителя мощности. Добавление отдельного усилителя в сабвуферный канал значительно увеличит динамический диапазон, а также освободит усилитель средних и высоких частот от дополнительной нагрузки.

Фильтр для сабвуфера: схемы

Читателю для рассмотрения предлагается три варианта схем такого устройства. В первой схеме предложен простейший фильтр для сабвуфера, выполненный в виде сумматора на одном транзисторе. Серьезного качества звучания с таким устройством добиться не получится, зато, благодаря своей простоте, оно прекрасно подойдет начинающим радиолюбителям. А вот фильтр для сабвуфера, представленный в следующих двух вариантах, с большим успехом зарекомендовал себя как устройство с отличными характеристиками. Такие устройства устанавливают непосредственно после линейного выхода источника и входа усилителя мощности. Фильтр для сабвуфера характеризуется низким уровнем шумов, малым энергопотреблением, а также широким диапазоном напряжения питания.

Заключение

Подводя итоги, скажем, что добавление сабвуфера активного типа значительно снижает нижнюю границу воспроизводимых частот, повышает чистоту звучания на средних частотах и обеспечивает довольно высокий уровень громкости без искажений. Устранение из спектра основного воспроизводимого сигнала, поступающего на сателлиты, низких частот позволяет им звучать чище и громче. Это объясняется тем, что конус головки низкой частоты не колеблется с большой амплитудой, пытаясь воспроизвести басы и тем самым внося искажения в сигнал.

Как выбрать сабвуфер (2019) | Другая аудиотехника | Блог

Что такое сабвуфер, зачем он нужен и как выглядит – знает любой мало-мальски разбирающийся в аудиотехнике человек. Это большой ящик, отвечающий за звучание низких частот вашей аудиосистемы – басов.

В домашних аудиосистемах сабвуфер часто идет в комплекте с стаеллитами, а к аудиосистемам Hi-Fi его, скорее всего, придется докупать отдельно.

Человеческое ухо не очень хорошо определяет источник низкочастотного звука, поэтому аудиосистемы обычно снабжаются одним сабвуфером. Это связано с тем, что наш мозг при определении направления, с которого поступает звук, использует два метода – по затуханию звука с одной стороны головы и по фазовому сдвигу между волнами, услышанными правым и левым ухом. Однако оба метода перестают работать, если длина звуковой волны близка к расстоянию между ушами. Затухание звука неразличимо (волна просто огибает голову и в обоих ушах звучит с одинаковой интенсивностью), по сдвигу фаз определить направление тоже не получается (пик сигнала приходит в оба уха одновременно). Задача усложняется еще и тем, что низкочастотный звук хорошо отражается от препятствий, создавая мнимые источники звука, еще более усложняющие определение направления на истинный источник.

Однако при прослушивании музыки в больших помещениях и на некотором удалении от сабвуфера направление на него определить все-таки можно. Поэтому в больших комнатах и на открытом воздухе в аудиосистемах иногда используется два сабвуфера для улучшения стереоэффекта аудиосистемы.

Характеристики сабвуферов

Большинство современных сабвуферов – активные, т.е. усилитель сабвуфера находится в одном корпусе с ним. Да и на головных устройствах выход на сабвуферы чаще всего идет линейного уровня – без усиления. Несомненный плюс такого подхода в том, что пользователю не придется ломать голову над подбором параметров усилителя и озабочиваться приобретением и установкой еще одного устройства.

Минус же в том, что усилитель в сабвуфере является «котом в мешке», и производители частенько на нем экономят. Если вам нужен качественный звук, то не стоит ориентироваться на дешевую продукцию малоизвестных производителей. Да и для сабвуфера от известного производителя желательно предварительно выяснить характеристики усилителя: его класс, АЧХ (графика зависимости амплитуды звука на выходе АС от его частоты), коэффициент нелинейных искажений, соотношение сигнал/шум и пр. К сожалению, производители этой информацией делятся неохотно – часто приходится искать её на тематических форумах и в блогах независимых тестировщиков.

Если вы не хотите полагаться на совесть производителя сабвуфера и собираетесь подключить его через отдельный высококачественный усилитель, обратите внимание на наличие высокоуровневых входов – они позволяют подать звуковой сигнал на динамик в обход встроенного усилителя.

Мощность. Многие ассоциируют мощность сабвуфера с максимальной громкостью, которую он может обеспечить. Это не совсем так, но доля правды в этом есть, поэтому рекомендуется подбирать мощность по площади помещения, в котором стоит сабвуфер из соотношения 5-8 Вт на м2. Однако обязательно следует уточнить, что подразумевается под мощностью, приведенной на упаковке и в характеристиках устройства. Ориентироваться следует на номинальную мощность усилителя (RMS), поскольку только для неё существуют общепринятые методы измерений. Часто в качестве мощности сабвуфера приводится пиковая мощность его усилителя (PMPO), но на неё ориентироваться не следует, так как каждый производитель измеряет её по своему и номинальную мощность усилителя она может превосходить как в 1,5-2 раза, так и в десятки раз. Также иногда в качестве мощности сабвуфера приводится пиковая мощность его динамика, но для активного сабвуфера эта информация не имеет особого смысла, так как характеристики его определяются, в первую очередь, характеристиками усилителя.

Максимальная частота, - самая высокая частота, воспроизводимая сабвуфером. Она должна соответствовать АЧХ остальной аудиосистемы – в идеале, сабвуфер должен «подхватывать» только те частоты, которые среднечастотными динамиками «проваливаются».

Обычно это частоты ниже 100Гц и максимальная частота сабвуфера должна быть выше этого порога. Но если максимальная частота сабвуфера намного выше минимальной частоты АС (разница составляет десятки герц), возникает полоса частот, в которой и АС и сабвуфер звучат одинаково громко. В результате, в этой полосе суммарная громкость аудиосистемы будет выше, чем для остальных частот - возникнут искажения звуковой картины. В этом случае необходимо, чтобы сабвуфер был оснащен регулировкой частоты среза (кроссовером) – она позволит определить частоту, выше которой звук на сабвуфер не пойдет.

Отдавать сабвуферу частоты выше 100 Гц (когда они уверенно вытягиваются СЧ динамиками аудиосистемы) не стоит – если сабвуфер одного класса с остальной акустикой, то её динамики обеспечат более высокое качество звука на этих частотах.

Минимальная частота. Слышимый человеком диапазон звуков начинается с 20 Гц, но тем не менее, звуки частотой 10-20 Гц при значительном звуковом давлении мы тоже воспринимаем – они ощущаются как вибрация, которая – вместе со слышимым низким звуком – создает определенный психологический настрой. Этот эффект вовсю используется в фильмах, компьютерных играх и современных музыкальных композициях, поэтому чем минимальная частота сабвуфера ниже – тем лучше будет выполнять свою задачу. Нежелательно, чтобы минимальная частота сабвуфера была больше 35 Гц.

Под регулировкой уровня сабвуфера подразумевается самый обычный регулятор громкости – он даже помечается иногда не как «уровень» («level»), а как громкость («volume»).

Сабвуфер с фильтром нижних частот

Схема сабвуфера с фильтром нижних частот служит для фильтрации низкочастотного тона, чтобы аудиосистема нуждалась в сверхнизких тонах или более с названием сабвуфера. Схема активного фильтра нижних частот также называется кроссовером активного сабвуфера. Функция активной схемы кроссовера сабвуфера заключается в фильтрации супербасовых тонов, которые необходимо усилить в сабвуфере усилителя мощности. В основном принцип работы схемы активного фильтра заключается в пропуске звуковых сигналов сабвуфера с низкими частотами и ослаблении звукового сигнала выше точки отсечки низкочастотных басовых тонов.Схема активного фильтра сабвуфера выполнена с использованием операционного усилителя (ОУ) типа IC TL062, скомпонованного в виде двухуровневого усилителя напряжения и конфигурации активного фильтра. Схема активного фильтра имеет рабочую частоту 20-100 Гц с усилением до 80 дБ. Чтобы сделать этот сабвуфер активным, схему фильтра можно увидеть в схеме с изображениями и списком компонентов, которые используются следующим образом.

Принципиальная схема сабвуфера с фильтром низких частот

Компонентный недостаток сабвуфера с фильтром низких частот

Для сборки схемы сабвуфера с фильтром нижних частот можно использовать компоновку печатной платы и конструктивные элементы, которые были доступны следующим образом.

  • R1 = 39 кОм
  • R2 = 39 кОм
  • R3 = 47 кОм
  • R4 = 10 Ом
  • R5 = 22 кОм
  • R6 = 4,7 кОм
  • R7 = 22 кОм
  • R8 = 4,7 кОм
  • R9 = 10 Ом
  • R10 = 220 Ом
  • C1 = 39 пФ
  • C2 = 0,1 мкФ
  • C3 = 0,1 мкФ
  • C4 = 0,2 мкФ
  • C5 = 0,4 мкФ
  • C6 = 0.1 мкФ
  • C7 = 0,1 мкФ
  • IC1 = TL064

Цепь PCB сабвуфера

фильтра низких частот

Схема активного фильтра сабвуфера, показанная выше, имеет полосу управления и фильтр среза частоты, который можно установить с помощью двух потенциометров в схеме сабвуфера с фильтром нижних частот.

Пассивные фильтры

  • Изучив этот раздел, вы сможете описать:
  • • Использование пассивных фильтров
  • • Типовые схемы фильтров.
  • • RC-фильтры.
  • • LC-фильтры.
  • • Фильтры LR.
  • Распознавать упакованные фильтры.
  • • Керамические фильтры.
  • • Фильтр на ПАВ.
  • • Трехпроводные герметизированные фильтры.

Используется для пассивных фильтров.

Фильтры

широко используются для придания таким схемам, как усилители, генераторы и схемы источника питания, требуемой частотной характеристики.Ниже приведены некоторые примеры. Они используют комбинации R, L и C

Как описано в модуле 6, индукторы и конденсаторы реагируют на изменения частоты противоположным образом. Глядя на схемы для фильтров нижних частот, показанные комбинации LR и CR имеют аналогичный эффект, но обратите внимание, как позиции L и C меняются местами по сравнению с R для достижения того же результата. Причины этого и принцип работы этих схем будут объяснены в разделе 8.2 этого модуля.

Рис.8.1 1 Фильтры нижних частот.

Фильтры нижних частот

Фильтры нижних частот используются для удаления или ослабления высоких частот в схемах, таких как усилители звука; они дают требуемую частотную характеристику цепи усилителя. Частоту, при которой фильтр нижних частот начинает уменьшать амплитуду сигнала, можно настроить. Этот метод может использоваться в аудиоусилителе в качестве регулятора «TONE» или «TREBLE CUT». Фильтры нижних частот LR и фильтры верхних частот CR также используются в акустических системах для направления соответствующих полос частот на динамики различных конструкций (т.е.е. ´ Низкочастотные динамики для низких частот и «ВЧ динамики» для воспроизведения высоких частот). В этом приложении комбинация фильтров высоких и низких частот называется «кроссоверным фильтром».

И CR, и LC фильтры нижних частот, которые удаляют практически ВСЕ частоты выше нескольких Гц, используются в цепях питания, где на выходе требуется только постоянный ток (ноль Гц).

Рис. 8.1.2 Фильтры высоких частот.

Фильтры высоких частот

Фильтры верхних частот используются для удаления или ослабления низких частот в усилителях, особенно в усилителях звука, где это можно назвать схемой «BASS CUT».В некоторых случаях это также можно сделать регулируемым.

Полосовые фильтры.

Рис. 8.1.3 Полосовые фильтры.

Полосовые фильтры пропускают только необходимую полосу частот, подавляя сигналы на всех частотах выше и ниже этой полосы. Этот конкретный дизайн называется Т-фильтром из-за того, как компоненты нарисованы на схематической диаграмме. Т-фильтр состоит из трех элементов, двух последовательно соединенных LC-контуров между входом и выходом, которые образуют путь с низким импедансом для сигналов требуемой частоты, но имеют высокое сопротивление для всех остальных частот.

Кроме того, между сигнальным трактом (на стыке двух последовательных цепей) и землей подключается параллельная LC-цепь, чтобы сформировать высокий импеданс на требуемой частоте и низкий импеданс на всех остальных. Поскольку этот базовый дизайн формирует только один этап фильтрации, его также называют фильтром «первого порядка». Хотя он может иметь достаточно узкую полосу пропускания, если требуется более резкая обрезка, второй фильтр может быть добавлен на выходе первого фильтра, чтобы сформировать фильтр «второго порядка».

Полосовые стоп-фильтры.

Рис. 8.1.4 Полосовые стоп-фильтры.

Эти фильтры имеют противоположный эффект полосовым фильтрам: на пути прохождения сигнала есть две параллельные LC-цепи, формирующие высокий импеданс на частоте нежелательного сигнала, и последовательная схема, образующая путь с низким импедансом к земле на той же частоте, чтобы добавить к отказу. Полосовые стоп-фильтры (часто в сочетании с полосовыми фильтрами) можно найти в усилителях промежуточной частоты (ПЧ) старых радио и телевизионных приемников, где они помогают создавать кривые частотной характеристики довольно сложной формы, необходимые для правильного приема обоих звуков. и сигналы изображения.Комбинации полосовых заградительных и полосовых фильтров, а также настроенных трансформаторов в этих схемах требуют тщательной настройки частоты.

И.Ф. Трансформеры.

Рис. 8.1.5 I.F. Трансформатор

Это небольшие трансформаторы, которые используются в более раннем радио и телевизионном оборудовании для передачи диапазона радиочастот от одного каскада усилителей промежуточной частоты (ПЧ) к другому. У них есть регулируемый сердечник из сжатой железной пыли (феррита). Сердечник ввинчивается в обмотки или выходит из них, образуя переменный индуктор.

Эта переменная катушка индуктивности вместе с конденсатором постоянной емкости «настраивает» трансформатор на правильную частоту. В старых телевизионных приемниках использовался ряд индивидуально настраиваемых трансформаторов ПЧ и регулируемых цепей фильтров, чтобы получить особую форму полосы пропускания для пропускания как звуковых, так и видеосигналов. В современных приемниках эта практика в значительной степени заменена корпусными фильтрами и фильтрами на ПАВ.

Упакованные фильтры.

В каталогах компонентов перечислены тысячи фильтров, некоторые из которых используют комбинации L C и R, но многие используют керамические и кристаллические пьезоэлектрические материалы.Они производят переменный ток. электрическое напряжение, когда они механически вибрируют, а также они вибрируют при переменном токе. на них подается напряжение. Они производятся так, чтобы резонировать (вибрировать) только на одной конкретной и очень точно регулируемой частоте и используются в таких приложениях, как полосовые и полосовые фильтры, где требуется очень узкая полоса пропускания. Подобные конструкции (кварцевые резонаторы) используются в генераторах для управления производимой ими частотой с большой точностью. Один комплектный фильтр в ТВ-приемниках может заменить несколько обычных трансформаторов ПЧ и LC-фильтров.Поскольку они не требуют настройки, производство радиочастотных (радиочастотных) продуктов, таких как радио, телевидение, мобильные телефоны и т. Д., Упрощается и, следовательно, становится дешевле. Однако иногда бывает, что комплектные фильтры имеют прилагаемый LC-фильтр для подавления частот на гармониках их расчетной частоты, которые керамические и кварцевые фильтры могут не устранить.

Фильтры на ПАВ

Рис. 8.1.6 Фильтры на ПАВ.

На рисунке (справа) показан фильтр ПЧ (промежуточной частоты) на поверхностных акустических волнах (SAW) НА ПЛАТЕ СХЕМЫ ОТ ТЕЛЕВИЗОРА PAL.Фильтры на ПАВ могут быть изготовлены либо с очень узкой полосой пропускания, либо с очень широкой полосой со сложной характеристикой (пропускание и остановка) на несколько различных частот. Они могут выдавать на выходе несколько различных сигналов определенной амплитуды. Специальные типы телевизоров заменяют несколько настроенных LC-фильтров как в аналоговых, так и в цифровых телевизорах одним фильтром. Они работают, создавая акустические волны на поверхности кристалла или танталовой подложки, создаваемые набором электродов, расположенных в виде параллельных линий на поверхности кристалла.Волны, создаваемые одним набором преобразователей, воспринимаются другим набором преобразователей, предназначенных для приема одних длин волн и отклонения других. Пильные фильтры могут быть найдены во многих типах электронного оборудования и имеют кривые отклика, адаптированные к требованиям конкретных типов продуктов, включая устройства связи, автомобильные и промышленные приложения, где они используются для выбора или отклонения определенных диапазонов частот.

Подробнее о пильных фильтрах от DigiKey

Керамические фильтры

Рис.8.1.6 Керамический фильтр
и обозначение цепи

Керамические фильтры доступны на нескольких определенных частотах и ​​используют крошечный блок пьезоэлектрического керамического материала, который будет механически вибрировать при воздействии переменного тока. сигнал правильной частоты подается на входной преобразователь, прикрепленный к блоку. Эта вибрация преобразуется обратно в электрический сигнал выходным преобразователем, поэтому через фильтр будут проходить только сигналы ограниченного диапазона вокруг собственной резонансной частоты пьезоэлектрического блока.Керамические фильтры, как правило, дешевле, надежнее и точнее традиционных ЖК-фильтров для радиочастот. Они поставляются в различных формах, включая типы для поверхностного монтажа и показанный здесь герметичный трехштырьковый корпус.

Communication Concepts FL1 Фильтр низких частот Руководство пользователя

1

ФИЛЬТРЫ НИЗКОГО ПРОХОДА FL1

Широкополосные усилители по определению практически не обеспечивают подавления энергии гармоник
.На выходе усилителя будут присутствовать гармоники входного сигнала.
Таким образом, если предполагается прямое подключение к антенне, необходима фильтрация выхода усилителя
для соответствия правилам FCC по спектральной чистоте. Пятиэлементный фильтр нижних частот
обеспечит более чем достаточное ослабление гармоник. Фильтр низких частот
будет ослаблять сигналы выше желаемой выходной частоты.

Конструкция фильтра

Пятиэлементный фильтр нижних частот основан на информации, содержащейся в
ARRL Handbook.Схема фильтра показана на рисунке 1. Различные параметры фильтра
показаны в таблице 1. Значения емкости, полученные для C1
и C2, не являются стандартными значениями для некоторых фильтров. Чтобы получить наиболее близкое значение для фильтра
, стандартные значения размещаются параллельно. На печатной плате предусмотрено положение
для параллельных значений. Когда значение емкости
требует параллельных значений, конденсаторы идентифицируются как C1A
и C1B для параллельной комбинации C1.C2A и C2B - это параллельная комбинация
для C2. Эти комбинации показаны в таблице 2.

Рисунок 1 - Принципиальная схема FL1

Таблица 1 - Параметры фильтра FL1

ПОЛОСА

Факс

отсечка

L1, L3

L2

C1, C2

(метры)

(МГц)

(мкГн)

№Оборотов

Тороид

(мкГн)

Число витков

Тороид

(пф)

160

2,1

8,1

23

Т-106-2

11,4

28

Т-106-2

1653

80

4,1

4,1

16

Т-106-2

5,8

20

Т-106-2

847

40

7.4

2,3

12

Т-106-2

3,2

14

Т-106-2

470

20

14.450

1,18

9

Т-106-6

1,65

11

Т-106-6

240

15

21,550

0,79

7

Т-106-6

1.11

8

Т-106-6

161

10

29.8

0,57

6

Т-106-6

0,80

7

Т-106-6

117

Rangkaian Сабвуфер с фильтром нижних частот

Rangkaian сабвуфер с фильтром нижних частот ini berfungsi untuk menyaring frekuensi nada rendah untuk keperluan sistem audio nada super bass atau lebih dengan nama subwoofer . Rangkaian filter aktif low pass ini juga disable sebagai кроссовер aktif сабвуфер .Fungsi Rangkaian кроссовер активный сабвуфер ini adalah untuk menyaring nada super bass untuk dikuatkan pada усилитель мощности сабвуфер. Pada dasarnya prinsip kerja rangkaian filter aktif subwoofer adalah melewatkan sinyal audio dengan frekuensi rendah dan melemahkan sinyal audio diatas titik cut-off frekuensi rendah nada bass. Rangkaian filter aktif subwoofer ini dibuat menggunakan penguat operasional (Op-Amp) IC tipe TL062 yang disusun dalam 2 tingkat penguat tegangan дан konfigurasi filter aktif.Rangkaian filter с активным частотным диапазоном частот 20–100 Гц с частотой 80 дБ. Untuk мембранный фильтр сабвуфер сабвуфер ini dapat dilihat gambar rangkaian dan daftar komponen yang digunakan sebgai berikut.

Сабвуфер с фильтром нижних частот Gambar Rangkaian

Daftar Komponen Rangkaian Сабвуфер с фильтром нижних частот

  • R1 = 39 кОм
  • R2 = 39 кОм
  • R3 = 47 кОм
  • R4 = 10 Ом
  • R5 = 22 кОм
  • R6 = 4,7 кОм
  • R7 = 22 кОм
  • R8 = 4,7 кОм
  • R9 = 10 Ом
  • R10 = 220 Ом
  • C1 = 39 пФ
  • C2 = 0.1 мкФ
  • C3 = 0,1 мкФ
  • C4 = 0,2 мкФ
  • C5 = 0,4 мкФ
  • C6 = 0,1 мкФ
  • C7 = 0,1 мкФ
  • IC1 = TL064

Untuk merakit rangkaian filter aktif subwoofer ini dapat digunakan layuot PCB дан desain tata letak komponen yang telah tersedia sebagai berikut.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *