In dit bericht leren we hoe we audiofiltercircuits zoals hoogdoorlaatfilter en laagdoorlaatfiltercircuits moeiteloos kunnen ontwerpen zonder het gedoe van complexe simulatie en berekeningen te doorlopen. De gepresenteerde ontwerpen maken het mogelijk om alleen filtercircuits te maken voor de gewenste specifieke frequentiebanden en alle andere ongewenste frequenties te blokkeren.
Wat is een hoogdoorlaatfilter
Zoals de naam suggereert, is een hoogdoorlaatfiltercircuit ontworpen om alle frequenties onder een bepaalde geselecteerde frequentie te verzwakken en alle frequenties boven deze drempel door te laten of toe te staan. Het principe is precies het tegenovergestelde van een laagdoorlaatfiltercircuit.
Het afsnijbereik ligt over het algemeen op een relatief hoger frequentiebereik (in kHz),
De volgende hoogdoorlaatfilterresponsiegrafiek toont het golfvormbeeld dat aangeeft hoe alle frequenties onder een geselecteerde afsnijdrempel geleidelijk worden verzwakt of geblokkeerd naarmate de frequentie afneemt.
De volgende twee afbeeldingen zijn geconfigureerd als standaard hoogdoorlaatfiltercircuits, waarbij de eerste is ontworpen om te werken met een dubbele voeding, terwijl de tweede is gespecificeerd om te werken met een enkele voeding.
In beide bovenstaande configuraties vormt de opamp de centrale actieve verwerkingscomponent, terwijl de bijbehorende weerstanden en condensatoren die over de ingangspennen van de opamp zijn bedraad, worden geïntroduceerd voor het bepalen van het afkappunt van het hoogdoorlaatfilter, afhankelijk van hoe de waarden van deze passieve componenten worden berekend volgens de gebruikersspecificaties of vereisten.
Hoe u een aangepast hoogdoorlaatfilter ontwerpt
Om, zoals voorgesteld, snel een hoogdoorlaatfiltercircuit te ontwerpen, kunnen de volgende formules en de daaropvolgende stappen worden gebruikt voor het berekenen van de relevante weerstanden en condensatoren.
Selecteer eerst willekeurig een geschikte waarde voor C1 of C2, beide kunnen identiek zijn.
Bereken vervolgens R1 met behulp van de volgende formule:
R1 = 1 / √2 x π x C1 x Frequentie
Hier verwijst de term 'frequentie' naar de gewenste high-pass cut-off drempel waaronder andere ongewenste frequenties geleidelijk moeten worden verzwakt of genegeerd.
Bereken tot slot R2 op dezelfde manier als hierboven met de volgende vergelijking:
R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Frequentie
De versie met enkele voeding van het hoogdoorlaatfiltercircuit is te zien met een andere condensator Cout die helemaal niet kritisch is en ongeveer 100 of 1000 keer meer kan zijn dan C1.
De bovenstaande besprekingen laten zien hoe eenvoudig iedereen snel een hoogdoorlaatfiltercircuit kan berekenen en ontwerpen voor een bepaalde toepassing, zoals een treble-regelcircuit, een 10-bands grafische equalizer of een thuisbioscoopcircuit enz.
Hoe laagdoorlaatfilters werken
Zoals de naam doet vermoeden laagdoorlaatfiltercircuits zijn ontworpen om een voorkeursfrequentiebereik onder of onder een gewenste afsnijdrempel door te geven of uit te voeren, en de frequenties boven deze waarde te verzwakken of geleidelijk te blokkeren.
Normaal gesproken worden opamps gebruikt voor het maken van dergelijke filtercircuits, aangezien opamps het meest geschikt zijn voor deze toepassingen vanwege hun extreem veelzijdige eigenschappen.
Grafiek met frequentie versus winst
De volgende grafiek geeft de typische laagdoorlaatfilterfrequentierespons weer met betrekking tot de versterking, we kunnen duidelijk zien hoe de respons verzwakt (geleidelijk daalt) naarmate de frequentie toeneemt tot voorbij de specifieke afsnijdrempel.
De volgende afbeeldingen geven de standaard weer opamp gebaseerde laagdoorlaatfiltercircuits De eerste moet worden gevoed door een dubbele voeding en de tweede werkt op een enkele voedingsspanning.
Een aangepast laagdoorlaatfiltercircuit ontwerpen
De componenten R1, R2 en C1, C2 geconfigureerd met de niet-inverterende (+) en de inverterende (-) ingangspennen van de opamp bepalen in feite het afsnijbereik van het filter, en deze moeten tijdens het ontwerpen optimaal worden berekend het circuit.
Om deze parameters te berekenen en binnen enkele minuten snel een laagdoorlaatfiltercircuit te ontwerpen, kan men de volgende formules en de toegelichte stappen gebruiken:
Eerst moeten we C1 vinden, wat we kunnen doen door een willekeurige waarde willekeurig te selecteren voor ons gemak.
Vervolgens kunnen we C2 berekenen met de formule:
C2 = C1 x 2
R1 en R2 kunnen identiek zijn en kunnen worden berekend met behulp van de volgende formule:
R1 of R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Frequentie.
hier is de 'frequentie' het bereik waar de afsnij-overgang naar verwachting zal plaatsvinden, of het gewenste afsnijbereik.
De waarden van Cin en de Cout die worden weergegeven in het laagdoorlaatfilter met enkele toevoer zijn niet kritisch en deze kunnen 100 tot 1000 keer die van C1 zijn, wat betekent dat als u C1 hebt geselecteerd als 0,1 uF, deze waarden ergens tussen 10 uF en 100 uF kunnen zijn enz. De spanningsspecificatie kan worden gekozen om tweemaal die van de gebruikte voedingsspanning te zijn.
De weerstanden zijn allemaal 1/4 watt, 5% of 1%.
Dat is alles! ... met behulp van de bovenstaande eenvoudige techniek kun je snel een redelijk goed laagdoorlaatfilter ontwerpen en dit gebruiken voor een specifieke toepassing, waaronder een muziekcircuit met hoge bassen, een actieve spreker cross over netwerk of een thuistheatersysteem enz.
Meer informatie: https://drive.google.com/file/d/1yo_WH0NzYg43ro_X0ZrXoLYSM5XOzKU8/view?usp=sharing
Een paar: Kerstverlichting met 8 functies Volgende: LM324 Variabel voedingscircuit
