In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie mit Ihren eigenen Händen einen Hochpassfilter herstellen. Aber bevor wir darauf eingehen, müssen wir etwas verstehen. Was sind die Hoch- und Tiefpassfilter selbst.
Definition
Filter können in obere (hohe) und untere (tiefe) Frequenzen unterteilt werden. Warum sagen die Leute oft „hohe“und nicht „hohe“Frequenzen? Dies liegt daran, dass hohe Frequenzen in der Tontechnik bei zwei Kilohertz beginnen. Aber zwei Kilohertz in der Funktechnik ist die Frequenz des Tons, und deshalb wird sie „niedrig“genannt.
Es gibt auch so etwas wie die Durchschnittshäufigkeit. Es bezieht sich auf Tontechnik. Was ist also ein Mid-Pass-Filter? Dies ist eine Kombination aus mehreren der oben genannten Geräte. Es kann auch ein Bandpassfilter sein.
Ein Hochpassfilter ist ein elektronisches oder sonstiges Gerät, das die oberen Frequenzen des Signals durchlässt und am Eingang die Signalfrequenz gemäß einer zuvor eingestellten Grenzfrequenz unterdrückt. Der Grad der Unterdrückung hängt auch vom jeweiligen Filtertyp ab.
Niederfrequenz unterscheidet sich dadurch, dass sie das eingehende Signal durchlassen kann,die unterhalb der eingestellten Grenzfrequenz liegen, gleichzeitig aber die hohen Frequenzen unterdrücken.
Geltungsbereich
Der Hochpassfilter kann verwendet werden, um hochfrequente Signale zu isolieren. Auch bei der Verarbeitung von Audiosignalen wird es häufig eingesetzt, beispielsweise in separaten Filtern, die auch Crossover-Filter genannt werden. Sie werden auch für die Bildverarbeitung verwendet, damit eine Frequenzbereichsumwandlung durchgeführt werden kann.
So besteht ein einfaches Hochpassfilter:
- Widerstand.
- Kondensator.
Die Widerstandsarbeit an der Kapazität (R x C) ist die Zeitkonstante (Dauer des Vorgangs) für diesen Filter, die umgekehrt proportional zur Grenzfrequenz in Hertz (einer Maßeinheit für Schwingungsvorgänge) ist..
Hochpassfilter berechnen
Wie können wir also rechnen? Um alle Schritte zu Hause durchzuführen, müssen Sie eine der einfachsten automatischen Berechnungstabellen in Microsoft Excel erstellen, aber dafür müssen Sie in der Lage sein, die Formeln in diesem Programm zu verwenden.
Du kannst diese Formel verwenden:
wobei f die Grenzfrequenz ist; R ist der Widerstandswert des Widerstands, Ohm; C ist die Kapazität des Kondensators, F (Farad).
Typen
Die vorgestellten Geräte gibt es in fünf Typen, und jetzt werden wir sie einzeln betrachten.
- U-förmig - sie sehen aus wie der Buchstabe P;
- T-förmig - ähnelt dem Buchstaben T;
- L-förmig - ähnelt dem Buchstaben G;
- einzelnes Element (Kondensator dient als Filter für hoheFrequenzen);
- multi-link - Dies sind die gleichen L-förmigen Filter, nur dass sie in diesem Fall in Reihe gesch altet sind.
U-Form
Man kann sagen, dass diese Filter die gleichen sind wie die L-förmigen, aber sie sind zusätzlich durch einen weiteren Teil am Anfang verbunden. Alles, was für T-förmig geschrieben wird, gilt auch für U-förmig. Der einzige Unterschied besteht darin, dass sie die Rangierwirkung auf die Funkstrecke davor verstärken.
Um einen U-förmigen Filter zu berechnen, müssen Sie die Spannungsteilerformel verwenden und dem ersten Element einen zusätzlichen Shunt-Widerstand hinzufügen.
Hier sind Beispiele für den Übergang des L-förmigen RC-Filters zum U-förmigen RC-Filter auch bei hohen Frequenzen:
Sie können auf dem Bild sehen, dass ein weiterer 2R-Widerstand parallel zum ersten zur ursprünglichen Sch altung hinzugefügt wird.
Hier ist ein Beispiel für die Umwandlung in RL:
Hier erscheint anstelle eines Widerstands eine Induktivität. Ein zweites (2L) wird ebenfalls hinzugefügt und befindet sich parallel zum ersten.
Und das dritte Beispiel - Konvertierungen in LC:
T-förmig
T-förmiger Filter ist derselbe L-förmige Filter, nur mit der Hinzufügung eines weiteren Elements.
Sie werden genauso berechnet wie der Spannungsteiler, der aus zwei Teilen mit nichtlinearem Frequenzgang besteht. Als nächstes müssen Sie zum erh altenen Wert die Reaktanzzahl des dritten Elements hinzufügen.
Du kannst auch eine andere Berechnungsmethode verwenden,in der Praxis ist es jedoch weniger genau. Sein Wesen liegt in der Tatsache, dass nach dem erh altenen Wert des ersten berechneten Teils des L-förmigen Filters die Variable wächst oder fällt in Verdopplung und auf zwei Elemente verteilt wird.
Wenn es sich um einen Kondensator handelt, verdoppelt sich der Wert der Kapazität der Spulen, wenn es sich um einen Widerstand oder eine Drossel handelt, sinkt der Wert des Widerstands der Spulen dagegen um das Doppelte.
Konvertierungsbeispiele sind unten gezeigt.
Übergang vom L-förmigen RC-Filter zum T-förmigen:
Das Bild zeigt, dass ein zweiter Kondensator (2C) für den Übergang hinzugefügt werden muss.
Übergang RL:
In diesem Fall ist alles analog. Für einen erfolgreichen Übergang müssen Sie einen zweiten Widerstand in Reihe sch alten.
Übergang LC:
L-förmig
Ein L-förmiges Filter ist ein Spannungsteiler, der aus zwei Komponenten mit nichtlinearem Frequenzgang (Frequenzgang) besteht. Für diesen Filter dürfen die Sch altung und alle Spannungsteilerformeln verwendet werden.
Es kann so dargestellt werden:
Wenn wir R1 durch einen Kondensator ersetzen, erh alten wir einen Hochpassfilter. Unten sehen Sie ein Foto des modifizierten Schemas:
Formeln zur Berechnung:
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U ein=U aus(R1+R2)/R2; U aus \u003d U einR2 / (R1 + R2); R gesamt=R1+R2 R1=U einR2/U aus - R2; R2=U ausR gesamt/U ein |
JetztSchauen wir uns an, wie man rechnet.
Hochpassfilter für Hochtöner
Der Aufbau eines solchen Filters ist recht einfach. Es besteht nur aus zwei Teilen - einem Kondensator und einem Widerstand.
Die Rolle des Filters, der die Mittelfrequenz- und Niederfrequenzkomponenten im Audiosignal herausfiltert, spielt direkt die Rolle des Kondensators selbst. Und entschuldigen Sie die Tautologie, Widerstand wird als Widerstand wirken, dh die Lautstärke verringern.
Wichtig: Hohe Frequenzen werden durch den Equalizer nicht vom Hauptgerät abgeschnitten - dies führt zu schlechtem Klang. Es ist besser, ihre Anzahl durch Widerstand zu reduzieren.
Als optimaler Widerstand gelten 4,0 und 5,5 Ohm.
Herstellungsverbrauchsmaterial
Um einen Hochpassfilter für den Hochtöner zu erstellen, benötigen Sie folgende Materialien:
- ein Widerstand 5,5 Ohm;
- ein Widerstand 4,0 Ohm;
- zwei Kondensatoren MBM 1.0uF;
- Klebeband oder Schrumpfschlauch.
Aktiver Hochpassfilter
Aktive Filter haben einen großen Vorteil gegenüber ihren passiven Gegenstücken, insbesondere bei Frequenzen unter 10 kHz. Tatsache ist, dass passive Spulen mit erhöhter Induktivität und Kondensatoren enth alten, die eine große Kapazität haben. Aus diesem Grund sind sie sperrig und teuer, und daher ist ihre Leistung am Ende alles andere als ideal.
Große Induktivität wird erreicht durcheine erhöhte Windungszahl der Spule und die Verwendung eines ferromagnetischen Kerns. Dadurch werden seine Eigenschaften der reinen Induktivität freigesetzt, da der lange Draht der Spule mit einer großen Anzahl von Windungen einen erheblichen Widerstand aufweist und der ferromagnetische Kern von der Temperatur beeinflusst wird, was seine magnetischen Eigenschaften stark beeinflusst. Da eine große Kapazität verwendet werden muss, müssen Kondensatoren verwendet werden, die nicht die beste Stabilität aufweisen. Dazu gehören Elektrolytkondensatoren. Filter, die als aktiv bezeichnet werden, sind weitgehend frei von den oben genannten Nachteilen.
Differentiator- und Integratorsch altungen werden mit Operationsverstärkern aufgebaut, sie sind die einfachsten aktiven Filter. Wenn Sch altungselemente nach klaren Anweisungen ausgewählt werden, werden sie unter Beachtung der Abhängigkeit von der Frequenz des Differenzierers zu Hochfrequenzfiltern und im Gegenteil von der Frequenz von Integratoren zu Niederfrequenzfiltern. Ein Foto, das all das Obige erklärt, ist unten angegeben:
Hochpassfilter am Verstärker
Lassen Sie uns überlegen, einen Verstärker in einem Auto aufzustellen.
Bevor Sie den Verstärker im Auto aufbauen, müssen Sie alle Einstellungen des Hauptgeräts auf Null zurücksetzen. Die Übergangsfrequenz muss im Bereich von 50-70 Hz eingestellt werden. Der Frontkanalfilter am Verstärker im Auto ist auf hohe Frequenzen eingestellt. Die Grenzfrequenz liegt in diesem Fall im Bereich von 70-90 Hz.
Wenn das Design eine kanalweise Verstärkung der Frontlautsprecher vorsieht, müssen Sie eine separate durchführenHochtöner-Einstellungen. Dazu muss das Filter in die entsprechende Position gebracht und die Grenzfrequenz im Bereich von 2500 Hz gewählt werden.
Unter anderem müssen Sie die Empfindlichkeit des Verstärkers einstellen. Dazu muss es zunächst auf Null zurückgesetzt werden, die Hauptsache ist, das Gerät in den maximalen Lautstärkemodus zu versetzen und dann mit der Erhöhung der Empfindlichkeit zu beginnen. In dem Moment, in dem Tonverzerrungen auftreten, müssen Sie aufhören, den Knopf zu drehen, und Sie sollten auch die Empfindlichkeit selbst leicht verringern.
Es gibt noch eine einfache Möglichkeit, die Tonqualität zu überprüfen: Wenn nach dem Einsch alten im Subwoofer Klickgeräusche und im Lautsprecher ein Knistern zu hören sind, bedeutet dies, dass das Signal gestört ist.
Bass sollte nicht an einen Subwoofer gebunden werden. Drehen Sie dazu den Phasenregler am Subwoofer um 180 Grad. Wenn dieser Regler nicht vorhanden ist, müssen Sie die positiven und negativen Anschlussdrähte vertauschen.
Richte den Soundprozessor ein. Dazu müssen Sie die Zeitverzögerungen für jeden der Kanäle anpassen. Sie müssen eine Zeitverzögerung für den linken Kanal einstellen, damit der Ton aus den linken Lautsprechern den Treiber gleichzeitig mit dem rechten erreicht. Es sollte sich anfühlen, als käme das Geräusch aus der Mitte der Kabine.
Zusätzlich zu all dem oben Genannten kann der Soundprozessor die Bassanbindung an der Rückseite der Kabine entfernen. Dazu müssen Sie im rechten und linken Kanal der Front-Akustik die gleichen Delays einstellen. Dadurch wird die Basslokalisierung um den Subwoofer herum eliminiert.
Jetzt weißt du es nicht nurwie man einen Frequenzfilter mit eigenen Händen berechnet und zusammenbaut, aber auch wie man seinen Betrieb so genau wie möglich einrichtet.
