Kaip greitai suprojektuoti aukšto ir žemo dažnio filtrų grandines

Šiame įraše mes sužinome, kaip be vargo suprojektuoti garso filtrų grandines, tokias kaip aukšto dažnio ir žemo dažnio filtrų grandinės, nepatiriant sudėtingo modeliavimo ir skaičiavimų. Pateikti dizainai leis sukurti filtro grandines tik norimoms specifinėms dažnių juostoms ir blokuos visus kitus nepageidaujamus dažnius.

Kas yra aukštų dažnių filtras

Kaip rodo pavadinimas, aukšto dažnio filtro grandinė sukurta tam, kad susilpnintų visus žemiau tam tikro pasirinkto dažnio esančius dažnius ir praleistų arba leistų visus dažnius, viršijančius šią ribą. Principas yra visiškai priešingas žemo dažnio filtro grandinei.

Ribinis diapazonas paprastai yra santykinai aukštesnio dažnio diapazono (kHz),

Toliau pateiktame aukšto dažnio filtro atsako grafike parodytas bangos formos vaizdas, rodantis, kaip visi dažniai žemiau pasirinktos ribinės ribos silpnėja arba blokuojami palaipsniui, kai dažnis mažėja.

Šie du vaizdai yra sukonfigūruoti kaip standartinės aukšto dažnio filtrų grandinės, kur pirmasis skirtas dirbti su dvigubu maitinimo šaltiniu, o antrasis nurodytas veikti su vienu maitinimo šaltiniu.

Abiejose aukščiau pateiktose konfigūracijose opampas sudaro centrinį apdorojimo aktyvųjį komponentą, o susieti rezistoriai ir kondensatoriai, laiduoti visoje opampo įvesties kaiščiuose, nustatomi aukšto dažnio filtro ribiniam taškui nustatyti, atsižvelgiant į tai, kaip jų vertės pasyvieji komponentai apskaičiuojami pagal vartotojo specifikacijas ar reikalavimus.

Kaip sukurti pritaikytą aukšto dažnio filtrą

Kaip siūloma, norint greitai suprojektuoti aukšto dažnio filtro grandinę, atitinkamiems rezistoriams ir kondensatoriams apskaičiuoti galima naudoti šias formules ir tolesnius veiksmus.

Pirmiausia savavališkai pasirinkite tinkamą C1 arba C2 vertę, abi gali būti tapačios.

Tada apskaičiuokite R1 naudodami šią formulę:

R1 = 1 / √2 x π x C1 x Dažnis

Čia terminas „dažnis“ reiškia norimą aukšto dažnio ribinę ribą, žemiau kurios kitus nepageidaujamus dažnius reikia silpninti arba palaipsniui ignoruoti.

Galiausiai apskaičiuokite R2 taip pat, kaip aukščiau, naudodami šią lygtį:

R2 = 1/2 √2 x π x C1 x Dažnis

Vieno aukšto dažnio filtro grandinės tiekimo variantą galima pamatyti su kitu kondensatoriumi „Cout“, kuris visai nėra kritinis ir gali būti maždaug 100 arba 1000 kartų didesnis nei C1.

Pirmiau pateiktos diskusijos rodo, kaip paprastai kas nors gali greitai apskaičiuoti ir suprojektuoti aukšto pralaidumo filtro grandinę konkrečiai programai, kuri gali būti aukšto valdymo grandinė, 10 juostų grafinis ekvalaizeris arba namų kino grandinė ir pan.

Kaip veikia žemo dažnio filtrai

Kaip rodo pavadinimas žemo dažnio filtrų grandinės yra suprojektuoti praleisti ar atlikti pageidaujamą dažnio diapazoną, žemesnį arba žemesnį už norimą ribinę ribą, ir susilpninti arba palaipsniui blokuoti dažnius, viršijančius šią vertę.

Paprastai tokioms filtrų grandinėms gaminti naudojami opampai, nes opamps geriausiai tinka šioms reikmėms dėl jų ypač universalių savybių.

Grafikas, rodantis dažnį ir padidėjimą

Šioje diagramoje pateikiamas tipinis žemo dažnio filtro dažnio atsakas, atsižvelgiant į padidėjimą, mes galime aiškiai pamatyti, kaip atsakas silpnėja (palaipsniui mažėja), kai dažnis didėja per tam tikrą ribinę ribą.

Šie vaizdai vaizduoja standartą „Opamp“ pagrindu veikiančios žemo dažnio filtrų grandinės . Pirmasis turi būti maitinamas dvigubu maitinimo šaltiniu, o antrasis - naudojant vieną maitinimo įtampą.

Individualaus žemo dažnio filtro grandinės projektavimas

Komponentai R1, R2 ir C1, C2, sukonfigūruoti naudojant „Opamp“ neinvertuojančius (+) ir apverčiančiuosius (-) įvadus, iš esmės lemia filtro ribinį diapazoną, ir juos reikia optimaliai apskaičiuoti projektuojant grandinė.

Norint apskaičiuoti šiuos parametrus ir greitai suprojektuoti žemo dažnio filtro grandinę per kelias minutes, galima naudoti šias formules ir paaiškintus veiksmus:

Pirmiausia turime rasti C1, kurį galime padaryti pasirinkdami bet kurią vertę savavališkai pagal savo patogumą.

Tada mes galime apskaičiuoti C2 pagal formulę:

C2 = C1 x 2

R1 ir R2 gali būti identiški ir juos galima apskaičiuoti naudojant šią formulę:

R1 arba R2 = 1/2 √2 x π x C1 x dažnis.

čia „dažnis“ yra diapazonas, kuriame numatomas ribinis perėjimas, arba norimas ribinis diapazonas.

„Cin“ ir „Cout“ vertės, parodytos vieno tiekimo žemo dažnio filtre, nėra kritinės ir jos gali būti bet kokios 100–1000 kartų didesnės už C1 reikšmę, o tai reiškia, kad jei pasirinkote C1 kaip 0,1uF, tai gali būti tarp 10uF ir 100uF ir pan. Įtampos specifikaciją galima pasirinkti dvigubai didesnę nei naudojama maitinimo įtampa.

Visi rezistoriai yra 1/4 vatų, 5% arba 1%.

Viskas! .... naudodamiesi aukščiau pateikta paprasta technika galite greitai suprojektuoti pakankamai gerą žemų dažnių filtrą ir naudoti jį konkrečiai programai, kuriai gali priklausyti aukštų bosų muzikos grandinė, aktyvus garsiakalbis kryžminis tinkle namų kino sistema ir pan.

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