Айнымалы ток төмен жиілікті сүзгі екі динамик тізбегі. Электрлік пассивті сүзгілер

Дыбысты жаңғырту кезінде интермодуляциялық бұрмалануды азайту үшін Hi-Fi жүйелерінің динамикалық құрылғылары төмен жиілікті, орташа жиілікті және жоғары жиілікті динамикалық бастиектерден тұрады. Олар төменгі және жоғары жиіліктегі LC сүзгілерінің комбинациясы болып табылатын кроссовер сүзгілері арқылы күшейткіштердің шығыстарына қосылады.

Төменде ең көп таралған схема бойынша үш жолақты кроссовер сүзгіні есептеу әдісі берілген.

Үш жақты динамиктің кроссовер сүзгісінің жиілік реакциясы әдетте суретте көрсетілген. 1. Мұнда: N - бастардың дауыс катушкаларындағы салыстырмалы кернеу деңгейі: fn және fv - дауыс зорайтқыш шығаратын жолақтың төменгі және жоғарғы шекаралық жиіліктері; fр1 және fр2 - секциялық жиіліктер.

Ең дұрысы, кроссовер жиіліктеріндегі шығыс қуаты екі драйвер арасында бірдей бөлінуі керек. Бұл шарт, егер кроссовер жиілігінде сәйкес басына берілетін салыстырмалы кернеу деңгейі оның жұмыс жиілігі диапазонының ортаңғы бөлігіндегі деңгеймен салыстырғанда 3 дБ төмендесе орындалады.

Кроссовер жиіліктері құлақтың ең жоғары сезімталдық аймағынан тыс таңдалуы керек (1...3 кГц). Егер бұл шарт орындалмаса, екі бастың бір мезгілде айқасатын жиілікте шығаратын тербеліс фазаларының айырмашылығына байланысты дыбыстың «бифуркациясы» байқалуы мүмкін. Бірінші кроссовер жиілігі әдетте 400 ... 800 Гц жиілік диапазонында, ал екіншісі - 4 ... 6 кГц. Бұл жағдайда төмен жиілікті басы fn ... fp1 диапазонындағы жиіліктерді шығарады. орташа жиілікті - fp1 ... fp2 диапазонында және жоғары жиілікті - fp2 ... fv диапазонында.

Үш жақты дауыс зорайтқыштың электрлік схемасының жалпы нұсқаларының бірі күріш. 2. Мұнда: B1 - L1C1 төмен жиілікті сүзгі арқылы күшейткіштің шығысына қосылған төмен жиілікті динамикалық бастиегі; B2 - C2L3 жоғары жиілікті сүзгілер мен L2C3 төмен жиілікті сүзгілер арқылы құрылған жолақты сүзгі арқылы күшейткіш шығысына қосылған орта диапазондық бастиегі. Сигнал жоғары жиілікті В3 басына C2L3 және C4L4 жоғары жиілікті сүзгілер арқылы беріледі.

Конденсаторлардың сыйымдылықтарын және катушкалардың индуктивтілігін есептеу дауыс зорайтқыш бастиектерінің номиналды кедергісі негізінде жүзеге асырылады. Бастардың номиналды кедергілері және конденсаторлардың номиналды сыйымдылықтары дискретті мәндер қатарын құрайтындықтан және кроссовер жиіліктері кең ауқымда өзгеруі мүмкін болғандықтан, бұл реттілікпен есептеу ыңғайлы. Бастардың номиналды кедергісін ескере отырып, конденсаторлардың сыйымдылықтары номиналды сыйымдылықтардың сериясынан (немесе осы сериядан бірнеше конденсатордың жалпы сыйымдылығы) таңдалады, осылайша алынған кроссовер жиілігі жоғарыда көрсетілген жиілік аралықтарына түседі.

(mospagebreak) С1...С4 сүзгі конденсаторларының сыйымдылықтары әртүрлі бас кедергілері және сәйкес кроссовер жиіліктер үшін 2-кестеде көрсетілген.

Барлық сыйымдылық мәндерін сыйымдылықтардың номиналды диапазонынан тікелей алуға болатынын көру оңай. немесе екіден көп емес конденсаторларды параллель қосу арқылы алынады (1 кестені қараңыз).

Конденсаторлардың сыйымдылықтары таңдалғаннан кейін катушкалардың индуктивтілігі мына формулалар бойынша миллигенерлерде анықталады:

Екі формулада да: Zg-in ом; fp1, fp2 - герцте.

Бас кедергісі жиілікке тәуелді шама болғандықтан, бас паспортында көрсетілген номиналды қарсылық Zg әдетте есептеу үшін қабылданады, ол негізгі резонанс жиілігінен жоғарғы шекті жиілікке дейінгі жиілік диапазонындағы бас кедергінің минималды мәніне сәйкес келеді. операциялық жолақ. Бұл ретте, бір типті бастардың әртүрлі үлгілерінің нақты номиналды кедергісі паспорттық мәннен ± 20% ерекшеленуі мүмкін екенін есте ұстаған жөн.

Кейбір жағдайларда радиоәуесқойлар жоғары жиілікті бастиектер ретінде төмен жиілікті және жоғары жиілікті бастиектердің номиналды кедергілерінен басқа номиналды кедергісі бар қолданыстағы динамикалық бастарды пайдалануы керек. Бұл жағдайда қарсылықты сәйкестендіру B3 жоғары жиілікті бастиегі мен C4 конденсаторын L4 катушкасының әртүрлі терминалдарына қосу арқылы жүзеге асырылады (2-сурет), яғни бұл сүзгі орамы бір уақытта сәйкес келетін автотрансформатор рөлін атқарады. Орамдарды дөңгелек ағаштан, пластиктен немесе картоннан жасалған жақтауларға гетинакспен орауға болады. Төменгі щек төртбұрышты болуы керек; сондықтан оны негізге бекіту ыңғайлы - конденсаторлар мен катушкалар бекітілген getinax тақтасы. Тақта дауыс зорайтқыш қорапшасының түбіне бұрандалармен бекітілген. Қосымша сызықтық емес бұрмалануларды болдырмау үшін катушкалар магнитті материалдардан жасалған өзектерсіз жасалуы керек.

Сүзгілерді есептеу мысалы.

Төмен жиілікті дауыс зорайтқыш бастиегі ретінде номиналды кедергісі Zg = 8 Ом болатын 6GD-2 динамикалық бастиегі қолданылады. орташа жиілікті ретінде - Zg мәні бірдей 4GD-4 және жоғары жиілікті ретінде - ZGD-15, ол үшін Zg = 6,5 Ом. Кестеге сәйкес. 2 кезінде Zg=8 Ом және сыйымдылық C1=C2=20 μF fp1=700 Гц, ал сыйымдылық үшін C3=C4=3 μF fp2=4,8 кГц. Сүзгіде стандартты сыйымдылықтары бар MBGO конденсаторларын пайдалануға болады (C3 және C4 екі конденсатордан тұрады).

Жоғарыдағы формулалар бойынша табамыз: L1=L3=2,56 мг; L2=L4=0,375mH (автотрансформатор үшін L4 – 1-3 терминалдар арасындағы индуктивтіліктің мәні).

Автотрансформаторды түрлендіру коэффициенті

Суретте. 3 есеп үлгісіне сәйкес келетін үш жақты жүйе үшін бастардың дауыс катушкаларында кернеу деңгейінің жиілікке тәуелділігін көрсетеді. Сүзгінің төменгі жиілікті, орта жиілікті және жоғары жиілікті аймақтарының амплитудалық-жиілік сипаттамалары сәйкесінше LF, MF және HF деп белгіленеді. Кроссовер жиіліктерінде сүзгінің әлсіреуі 3,5 дБ (ұсынылған әлсіреу 3 дБ).

Ауытқу конденсаторлардың бастарының жалпы кедергілері мен сыйымдылықтарының берілген (номиналды) мәндерден және есептеу арқылы алынған катушкалардың индуктивтілігі арасындағы айырмашылықпен түсіндіріледі. Бас және орташа диапазон қисықтарының төмендеуінің тіктігі октаваға 9 дБ, ал жоғары жиілік қисығы октаваға 11 дБ. HF қисығы 1 GD-3 дауыс зорайтқышының келісілмеген қосылуына сәйкес келеді (1-3 нүктелерде). Көріп отырғаныңыздай, бұл жағдайда сүзгі қосымша жиілік бұрмалануларын енгізеді.

Авторлардан ескерту:

Берілген есептеу әдісінде сол кірістегі орташа дыбыс қысымы қабылданады электр қуатыбарлық бастар үшін шамамен бірдей мәнге ие. Егер кез келген бастың дыбыс қысымы айтарлықтай жоғары болса, онда дыбыс зорайтқыштың жиілік реакциясын дыбыс қысымы бойынша теңестіру үшін осы бастиекті сүзгіге кернеу бөлгіш арқылы қосу ұсынылады, оның кіріс кедергісі есепте қабылданған бастардың номиналды кедергісіне тең болуы керек.

РАДИО N 9, 1977, 37-38 б. Е.ФРОЛОВ, Мәскеу.

Тегіс жиілікті жауап беретін кроссовер сүзгілерінің басқа түрдегі сүзгілерге қарағанда бірқатар артықшылықтары бар және қазіргі уақытта HI-FI класындағы динамиктерде ең көп қолданылады. Сондықтан есептеу процедурасында сүзгілердің тек осы түрі қарастырылады. Есептеудің мәні мынада: біріншіден, кроссовер сүзгілері белсенді жүктеме күйінен және шексіз аз шығыс кедергісі бар кернеу көзінен есептеледі (бұл қазіргі аудио жиілік күшейткіштеріне қатысты). Содан кейін дыбыс зорайтқыштардың амплитудалық-жиілік және фазалық-жиілік бұрмалануларының және олардың кіріс кедергісінің күрделі сипатының сүзгілердің сипаттамаларына әсерін азайту бойынша шаралар қабылданады.

Кроссовер сүзгілерін есептеу олардың ретін анықтаудан және төмен жиілікті прототиптің баспалдақ сүзгісінің элементтерінің параметрлерін табудан басталады.

Прототиптік сүзгі - элемент мәндері бір үзіліс жиілігіне және бір белсенді жүктемеге қатысты нормаланған төмен жиілікті баспалдақ сүзгісі. Нақты жиілікте белгілі бір ретті төмен жиіліктегі сүзгі элементтерін және жүктеме кедергісінің нақты мәнін есептей отырып, жиілікті түрлендіруді қолдану арқылы тізбекті анықтауға және элементтердің мәндерін есептеуге болады. жоғары жиілікті сүзгі және сәйкес тәртіптегі жолақты сүзгі. Кернеу көзінен жұмыс істейтін прототиптік сүзгі элементтерінің нормаланған мәндері оның шығыс өткізгіштігінің тұрақты бөлігіне кеңейту арқылы анықталады. 1-ші ... 6-шы ретті «жалпақ жиілік реакциясы бар барлық өтетін типті» кроссовер сүзгілерін есептеуге арналған прототиптік сүзгілер элементтерінің нормаланған мәндері кестеде жинақталған:

1-суретте алтыншы ретті прототип фильтрінің схемасы көрсетілген. Төменгі ретті сүзгі схемаларының прототипі сәйкес элементтерді тастау арқылы қалыптасады - α (үлкендерден бастап) - мысалы, 1-ші ретті прототиптік сүзгі бір индуктордан тұрады α 1 және жүктер Р n.

Күріш. бір. 6 ретті біржақты жүктелген прототипті төмен жиілікті сүзгінің схемасы

Бөлу сүзгілерінің таңдалған тәртібіне сәйкес келетін элементтердің нақты параметрлерінің мәні, жүктеме кедергісі Р n(ом) және кесу жиілігі (бөлу) f г(Гц) келесідей есептеледі:

а) төмен өту сүзгісі үшін:

әрбір элемент α -индуктивтілікпрототип сүзгі формула бойынша есептелетін нақты индуктивтілікке (H) аударылады:

L=αR n/ 2πf г

әрбір элемент α - сыйымдылықпрототип сүзгісі дегенге аударылады нақты сыйымдылық(F), формула бойынша есептелген:

C=α/ 2πf гР n

б) жоғары өту сүзгісі үшін:

әрбір элемент α -индуктивтілікпрототип сүзгісі формула бойынша есептелген нақты сыйымдылықпен ауыстырылады:

C= 1/ 2πf гаР n

әрбір элемент α - сыйымдылықпрототип сүзгісі формула бойынша есептелетін нақты индуктивтілікке ауыстырылады:

L=R n/ 2πf гα

в) жолақты сүзгі үшін:

әрбір элемент α -индуктивтілікнақтыдан тұратын тізбекті тізбекпен ауыстырылады Л және C -формулалар арқылы есептелетін элементтер

L=αR n/ 2π (f г 2 -ф г 1 )

қайда f г 2 және f г 1 тиісінше жолақ сүзгісінің төменгі және жоғарғы шекті жиіліктері,

C= 1/ 4π 2 f 0 2 Л

қайда f 0 =√f г 1 f г 2 жолақ сүзгісінің орташа жиілігі болып табылады.

Әрбір элемент α -сыйымдылық нақтыдан тұратын параллельді тізбекпен ауыстырылады Лжәне C-формулалар арқылы есептелетін элементтер:

С=α/ 2π(f г 2 -ф г 1 )Р n,

L= 1/ 4π 2 f 0 2 C

Мысал.Үш жақты динамик үшін бөлек сүзгілердің элементтерінің мәндерін есептеу қажет.

Біз екінші ретті кроссовер сүзгілерін таңдаймыз. Кроссовер жиіліктерінің таңдалған мәндері төмендегідей болсын: төмен жиілікті және орташа жиілікті арналар арасында f г 1 =500 Гц, орташа және жоғары жиіліктер арасында f г 2 =5000 Гц. Динамиктің кедергісі DC: төмен жиілікті және орташа жиілікті - 8 Ом, жоғары жиілікті - 16 Ом.

Күріш. 2.Үш жолақты айнымалы ток үшін кроссовер сүзгілерін есептеу мысалы а)Сүзгісіз дауыс зорайтқыштардың жиілік реакциясы; б)Сүзгілері бар дауыс зорайтқыштардың жиілік реакциясы, сәйкестік және түзету схемалары; v)жұмыс осіндегі динамиктердің жалпы жиілік реакциясы және микрофон тік жазықтықта ± 10 ° бұрышқа жылжытылған кезде

1 м қашықтықта динамиктің жұмыс осінде дыбыссыз камерада өлшенетін дауыс зорайтқыштардың амплитудалық-жиілік сипаттамалары 2, а) суретте көрсетілген (төмен жиілікті дауыс зорайтқыш). 100GD-1, орташа жиілік 30GD-8, жоғары жиілік 10GD-43).

Төмен өтетін сүзгіні есептеңіз:

Элементтердің нормаланған параметрлерінің мәні кестеден анықталады: α 1 =2,0, α 2 =0,5.

1-суреттен прототиптік төмен жиілікті сүзгінің сұлбасын анықтаймыз: сүзгі индуктивтіліктен тұрады. α 1 , сыйымдылығы α 2 және жүктер Р n.

Төмен жиілікті сүзгілердің нақты элементтерінің мәндері мына өрнектермен табылады:

Л 1 бас=αR n/ 2πf г 1 \u003d 2,0 8,0 / (2 3,14 500) \u003d 5,1 мГ,

C 1 бас=α/ 2πf г 1 Р n\u003d 0,5 / (2 3,14 500 8,0) \u003d 20 мкФ.

Жолақты сүзгі элементтерінің мәндері (орта жиіліктегі динамик үшін) ... өрнектеріне сәйкес анықталады:

Л 1 орта диапазон=α 1 R n / 2π (f г 2 -ф г 1 )=2,0 8,0/2 3,14(5000-500)=0,566 мГ(ЖЖ жағы)

МЕН 1 орта диапазон= 1/ 4π 2 f 0 2 Л 1 MF \u003d 1/4 3,14 2 5000 500 5,66 10 -4 \u003d 18 мкФ(LF жағы)

МЕН 2 МФ=α 2 / 2π(f г 2 -ф г 1 )Р n\u003d 0,5 / 2 3,14 (5000-500) 8,0 \u003d 2,2 мкФ(ЖЖ жағы)

Л 2 МФ= 1/ 4π 2 f 0 2 C 2 MF \u003d 1/4 3,14 2 5000 500 2,2 10 -6 \u003d 4,6 мГ(LF жағы)

Жоғары жиілікті сүзгі элементтерінің мәндері өрнектерге сәйкес анықталады және:

C 1 HF= 1/ 2πf г 2 α 1 Р n\u003d 1 / (2 3,14 5000 2,0 16) \u003d 1,00 мкФ,

Л 2 HF=Р n/ 2πf г 2 α 2 \u003d 16 / (2 3,14 5000 2,0) \u003d 0,25 мГ.

Сүзгілерді дауыс зорайтқыштардың кіріс кешенінің кедергісіне сәйкестендіру үшін арнайы сәйкестік схемасын пайдалануға болады. Бұл схема болмаған жағдайда, динамиктің кіріс кедергісі кроссовер сүзгілерінің жиілік реакциясы мен фазалық реакциясына әсер етеді. Дауыс зорайтқышқа параллель қосылған сәйкестік тізбегі элементтерінің параметрлері мына шарттан табылады:

Ы в(с )+ Ы GR(с )=1/ Р Е,

қайда Ы в(с ) - сәйкес контурдың өткізгіштігі, Ы GR(с ) дауыс зорайтқыштың кіріс өткізгіштігі болып табылады, Р Е– тұрақты ток кезінде дауыс зорайтқыштың электр кедергісі.

Сәйкес электр схемасы 3-суретте көрсетілген. Схема дауыс зорайтқыштың эквивалентті схемасына қосарланған. Схема элементтерінің мәндері келесідей анықталады:

Р Қ 1 = Р Е,

C Қ 1 = Л VC/ Р Е 2

Р Қ=Р E 2 / Р ES= Q ES Р E / QХАНЫМ,

C Қ=Л CES / Р E 2 \u003d 1 / Q ES Р E 2π f с,

Л Қ=CБҒМР Е 2 =Q ES Р E /2π f с,

қайда Л VCдауыс катушкасының индуктивтілігі, f с, C БҒМ, Л CES, Р ES– дауыс зорайтқыштың электромеханикалық параметрлері.

Сабвуфердің кіріс кедергісін өтеу үшін тізбектей қосылған резисторлардан тұратын жеңілдетілген схема қолданылады. Р K1және контейнерлер C K1. Өйткені дауыс зорайтқыштың механикалық резонансы төмен жиілікті сүзгінің жұмысына әсер етпейді және дауыс зорайтқыштың кіріс кедергісінің индуктивті сипатын ғана өтейді. Дауыс зорайтқыштың резонанстық жиілігі жоғары жиілікті сүзгінің кесу жиілігіне немесе жолақ сүзгісінің төменгі кесу жиілігіне жақын болса, толық сәйкестік тізбегін жоғары жиілікті және орташа диапазондағы дауыс зорайтқыштарға қосқан жөн. Сүзгілердің кесу жиіліктері дауыс зорайтқыштардың резонанстық жиіліктерінен айтарлықтай жоғары болған жағдайда, жеңілдетілген тізбекті қосу жеткілікті.

3-сурет. Дауыс зорайтқыштың кіріс кедергісінің күрделі сипатын өтейтін сәйкестік схемасы

Дауыс зорайтқыштардың кіріс кешенінің кедергісінің әсерін жоғары және төмен жиіліктерге арналған екінші ретті кроссовер сүзгілерінің мысалы арқылы қарастыруға болады (4-сурет).

Күріш. 4. 2-ші ретті кроссовер сүзгілері бар дауыс зорайтқыштың электрлік эквиваленттік тізбегі: а - төмен жиілікті сүзгісі бар; b - жоғары жиілікті сүзгісі бар; (1 - сүзгі; 2 - дауыс зорайтқыш)

Басс дауыс зорайтқыштың параметрлері оның жиілік реакциясы Баттерворт жуықтауына сәйкес келетіндей етіп таңдалады, яғни. толық сапа факторы Q ц =0,707. Төмен жиіліктегі сүзгінің кесу жиілігі динамиктің резонанстық жиілігінен 10 есе көп. f d=10 fс. Дауыс орамының индуктивтілігі келесі шарттан таңдалады: Q VC=0,1, мұнда Q VC- дауыс орамының сапа коэффициенті, келесідей анықталады:

Q VC=Л VC2 π f с/ Р Е,

қайда fs - дауыс зорайтқыштың резонанстық жиілігі, Р E - тұрақты ток кезінде дауыс орамының кедергісі, LVCдауыс катушкасының индуктивтілігі болып табылады.

Мағынасы Q VC=0,1 қуатты төмен жиілікті дауыс зорайтқыштардың дауыс катушкаларының индуктивтілігінің орташа мәніне сәйкес келеді. Нәтижесінде дауыс катушкасының индуктивтілігі деп болжауға болады Л VCжәне белсенді қарсылық Р Есүзгі ыдысымен параллель қосылған C 1 және сүзгінің кесілу жиілігі аймағындағы кіріс кедергісінің жиілік реакциясының кең максимумын құрайды, содан кейін күрт құлдырау (5а-сурет). Кернеу бойынша сүзгінің жиілік реакциясының сәйкес өзгерістері жиіліктегі жиілік реакциясының шамалы көтерілуінен тұрады f ≈ 2 f с(дауыс катушкасының индуктивтілігіне байланысты) және дауыс катушкасының индуктивтілігі мен кроссовер сыйымдылығы арқылы жасалған тізбек резонансының салдарынан өткір жиіліктік жауап шыңына ұласатын тегіс түсу. Жиілік реакциясындағы сәйкес өзгерістер және ЗТізбектей жалғанған резистор мен конденсатордың сәйкестік тізбегін қосқаннан кейін BX 5а-суретте көрсетілген (қисық 2, 4, 6). Сәйкес тізбекті қосу дауыс зорайтқыштың кіріс кедергісінің сипатын белсендіге жақындатады және кроссовер кернеу сүзгісінің жиілік реакциясын қалағанға дейін жеткізеді. Дегенмен, дауыс катушкасының индуктивтілігінің әсерінен дыбыс қысымы бойынша жиілік реакциясы қалағандан (қисық 4) ерекшеленеді, сондықтан сәйкестік тізбегінен кейін де сүзгі элементтерін шамалы реттеу және сәйкестік тізбек кейде қажет болады.

Күріш. 5Дауыс зорайтқышқа жүктелген 2-ші ретті бөлу сүзгілерінің жиілік реакциясы және кіріс кедергісі: а) төмен жиілікті сүзгі; б) жоғары өту сүзгісі;

1. Сәйкес тізбегі жоқ сүзгі шығысындағы кернеуге жиілік реакциясы;
2. Сәйкес тізбегі бар сүзгінің шығысындағы AFC кернеуі;
3. Сәйкес тізбегі жоқ дыбыс қысымы үшін жиілік реакциясы;
4. Сәйкес тізбегі бар дыбыс қысымына арналған AFC;
5. сәйкес тізбегі жоқ дауыс зорайтқышы бар сүзгінің кіріс кедергісі;
6. сәйкес тізбегі бар дауыс зорайтқышы бар сүзгінің кіріс кедергісі.

Жоғары жиілікті сүзгі жағдайында дауыс зорайтқыштың кіріс кедергісінің күрделі сипатының кіріс кедергісіне және сүзгінің жиілік реакциясына әсері әртүрлі. Жоғары өту сүзгісінің кесу жиілігі динамиктің резонанстық жиілігіне жақын болса f с(кейде орта диапазондағы динамиктерге арналған сүзгілерде кездеседі, бірақ жоғары жиілікті динамиктер үшін іс жүзінде мүмкін емес), сәйкес тізбегі жоқ динамигі бар жоғары жиілікті сүзгінің кіріс кедергісі терең түсуі мүмкін динамиктің резонанс жиілігі f соның кіріс кедергісі айтарлықтай артады және таза белсенді сипатқа ие. Сүзгі жүктеме кедергісінің күрт артуына байланысты жұмыс істемейді және оның кіріс кедергісі тізбектей қосылған элементтермен анықталады. C 1 , Л 1 . Ең жиі кездесетін жағдай - жоғары жиіліктегі сүзгінің кесу жиілігі f d дауыс зорайтқыштың резонанстық жиілігінен әлдеқайда жоғары f с. 5b-суретте динамиктің кіріс кедергісінің және оның кернеу мен дыбыс қысымы бойынша жоғары жиілікті сүзгінің жиілік реакциясына компенсациясының әсерінің мысалы келтірілген. Сүзгіні өшіру жиілігі динамиктің резонанстық жиілігінен әлдеқайда жоғары таңдалады f г≈8 f с, динамик параметрлері Q Т.С=1,5 , Q ХАНЫМ=10, Q VC=0,08.Кіріс кедергісінің төмендеуімен жүретін жоғары жиілікті аймақтағы дыбыс қысымы мен кернеу бойынша жиілік реакциясының жоғарылауы дауыс катушкасының индуктивтілігінің әсерімен түсіндіріледі. Л VC. Қосымша ақпарат алу үшін жоғары жиіліктера, жиілік реакциясы төмендейді, ал кіріс кедергісі дауыс катушкасының индуктивті кедергісінің жоғарылауына байланысты өседі.

5b-суреттегі 2, 4, 6 қисықтары сәйкестіктің әсерін көрсетеді RC- тізбектер.

Кроссовер жоғары жиілікті сүзгінің шығыс кедергісі, жиіліктің төмендеуімен артады, дауыс зорайтқыштың электрлік сапа коэффициентіне әсер етеді, оны арттырады және сәйкесінше жалпы сапа коэффициентін және дыбыс қысымы бойынша жиілік реакциясының пішінін арттырады. Басқаша айтқанда, динамиктің «демпинг» әсері бар. Бұған жол бермеу үшін сүзгінің жиілік реакциясының еңісін және жоғары жиілікті сүзгінің кесу жиілігін таңдау керек. f г>> f ссондықтан резонанстық жиілікте f ссигналдың әлсіреуі кем дегенде 20 дБ болды.

Жоғарыда қарастырылған мысалда кроссовер сүзгілерін есептеу кезінде жүктеменің сипаты белсенді деп есептелді, сондықтан динамиктің кіріс кедергісінің күрделі сипатын өтейтін сәйкестік тізбектерін есептейміз.

Төмен және орта жиілікті арналардың кроссовер жиілігі f г 1 орташа диапазондағы дауыс зорайтқыштың резонанстық жиілігінен және орта және жоғары жиілікті арналардың кроссовер жиілігінен шамамен екі октаваны таңдады. f г 2 – твитердің резонанстық жиілігінен екі октава жоғары. Сонымен қатар, жоғары жиілікті дауыс зорайтқыштың дауыс катушкасының индуктивтілігі жұмыс жиілігі диапазонында елеусіз және елеусіз қалдырылуы мүмкін деп болжауға болады (бұл жоғары жиілікті дауыс зорайтқыштардың көпшілігіне қатысты). Бұл жағдайда сіз төмен жиілікті және орташа жиілікті динамиктерге оңайлатылған сәйкестік тізбегін пайдаланумен шектеле аласыз.

Мысал.Өлшенген (немесе кіріс кедергісінің жиілік жауап қисығы бойынша анықталған) дауыс катушкасының индуктивтілігі: сабвуфер Л VC=3 10 -3 Г=3 мГ, орта диапазондағы динамик Л VC \u003d 0,5 10 -3 Г \u003d 0,5 мГ. Содан кейін компенсациялық тізбектердің элементтерінің мәні мына формулалар бойынша есептеледі және:

басс үшін: Р Қ 1 – Р π =8 Ом; МЕН K1 = Л VC / Р 2E=310 -3 / 64 = 47 мкФ

MF үшін: R' Қ 1 = Р Е-8 Ом; МЕН' K1 = Л VC / Р 2E=0,510 -3 / 64 = 8,0 мкФ.

Орташа жиілікті дауыс зорайтқыштың жиілік реакциясының шыңы бар, ол динамиктің жалпы жиілік реакциясының біркелкі еместігін арттырады (2-сурет, а); бұл жағдайда амплитудалық корректорды қосқан жөн. Қабылдамау сілтемесі (6-сурет) динамиктердің немесе бүкіл динамиктің жиілік реакциясының шыңдарын түзету үшін қолданылады. Бұл сілтемеде таза белсенді кіріс кедергісі бар, қарсылыққа теңжүктер РХсондықтан компенсацияланған кіріс кедергісі бар сүзгі мен динамик арасында қосылуы мүмкін. Айнымалы токтың кірісіне қабылдамаушы буын қосылған жағдайда, элементтердің қажеті жоқ болғандықтан, схеманы жеңілдетуге болады. C q, Л q, Р q, звеноның кіріс кедергісінің белсенді сипатын қамтамасыз ету. Элементтердің мәндері мына формулалар бойынша есептеледі:

Р Қ≈ Р Х(10 -0,05 Н -1),

Л Қ= Р Қ∆ f /2π f 0 2 ,

C K =1/ Л K4 π 2 f 0 2 ,

C q= Л Қ/ Р Х 2 ,

Л q= C ҚР Х 2 ,

Р q= Р Х(1+ Р Х/ Р Қ),

қайда Р Х– қабылдамаушы элементтің резонанстық жиілігі аймағындағы дауыс зорайтқыштың кедергісі (компенсацияланған) немесе айнымалы токтың кіріс кедергісі (Ом);

∆ f – түзетілген жиілік жауап шыңының жиілік диапазоны (деңгеймен есептелген – 3 дБ), Гц;

f 0 — ойықтың резонанстық жиілігі, Гц;

Н – жиілік реакциясының шыңының шамасы, дБ.

Күріш. 6.Бас тарту сілтемесі: а) схемалық диаграмма; б) жиіліктік жауап

Сәйкес тізбегі бар сүзгі мен орташа жиілікті дауыс зорайтқыш арасында жалғанған бас тарту сілтемесін қолданайық.

Орта жиілікті дауыс зорайтқыштың жиілік реакциясынан біз анықтаймыз ∆ f =1850 Гц, f 0 =4000 Гц, Н =6 дБ. Сәйкес тізбегі бар орташа диапазондағы динамиктің кедергісі Р Х=8 Ом.

Қабылдамау сілтемесі элементтерінің мәндері келесідей:

Р Қ≈ Р Х(10 -0,05 Н -1) \u003d 8 (10 -0,05 6 -1) \u003d 7,96 Ом,

Л Қ= Р Қ∆ f /2π f 0 2 =7,96 1850/2 π (4000) 2 \u003d 0,147 мГ,

C Қ=1/Л K4 π 2 f 0 2 \u003d 1 / 1,47 10 -4 (2 π 4000) 2 = 11 мкФ,

C q= Л Қ/ Р Х 2 \u003d 1,47 10 -4 / 64 \u003d 2,3 мкФ,

Л q= C ҚР Х 2 \u003d 10,8 10 -6 64 \u003d 0,7 мГ,

Р q= Р Х(1+ Р Х/ Р Қ)=8(1+8/7,96)≈16,0 Ом.

Қарастырылып отырған мысалда жоғары жиілікті және орташа жиілікті динамиктердің жиілік реакциясының орташа деңгейлері шамамен 6 дБ және тиісінше төмен жиілікті динамиктің жиілік реакциясынан 3 дБ жоғары (дыбыс қысымы барлық дауыс зорайтқыштарға бірдей шамадағы синусоидалы кернеу қолданылды). Бұл жағдайда динамиктердің жалпы жиілік реакциясының біркелкі еместігін азайту үшін орташа жиілікті және жоғары жиілікті құрамдастардың деңгейін әлсірету қажет. Бұны элементтері келесі формулалармен есептелетін бірінші ретті түзеткіш жоғары жиілікті звеноның көмегімен де жасауға болады (7-сурет).

Р Қ≈ Р Х(10 -0,05 Н -1),

Л Қ= Р Қ/2π f г√(10 0,1 Н -2), Н≥3дБ,

Немесе берілген әлсірету деңгейін қамтамасыз ететін L-тәрізді пассивті аттенюаторлардың көмегімен Н (дБ) және көрсетілген кіріс кедергісі Р BX(Cурет 8). Аттенюатор элементтерінің мәні мына формулалар бойынша есептеледі:

Р 1 ≈ Р BX(1-10 -0,05 Н ),

Р 2 ≈ Р ХР BX10 -0,05 Н /(Р Х– Р BX10 -0,05 Н ).

Күріш. 7.Жоғары жиілікті түзететін 1-ші ретті буын: а) электр схемасы; б) жиіліктік жауап

Күріш. сегіз.Пассивті L-тәрізді аттенюатор

Мысалы, жоғары жиілікті дауыс зорайтқыштың сигналын 6 дБ-ге әлсірету үшін аттенюатор элементтерінің мәндерін есептейік. Атенюатор қосулы тұрған динамиктің кіріс кедергісі динамиктің кіріс кедергісіне тең болсын, яғни. 16 Ом, содан кейін:

Р 1 ≈16(1-10 -0,05 6)≈8,0 Ом,Р 2 ≈16 10 -0,05 6 /(1-10 -0,05 6) ≈16,0 Ом.

Сол сияқты, біз орташа диапазондағы динамик үшін аттенюатор элементтерінің мәндерін есептейміз: Р 1 \u003d 4,7 Ом, Р 2 \u003d 39 Ом. Атенюаторлар сәйкес тізбектері бар дауыс зорайтқыштардан кейін бірден қосылады.

Кроссовер сүзгілерінің толық тізбегі 9-суретте көрсетілген, есептелген сүзгілері бар динамиктердің жиілік реакциясы 2-суретте, с.

Жоғарыда айтылғандай, біркелкі ретті сүзгілер дауыс зорайтқыштарды қосу полярлығының бір ғана нұсқасына мүмкіндік береді, атап айтқанда, екінші ретті сүзгілер антифазада ауысуды қажет етеді. Бұл мысал үшін төмен жиілікті және жоғары жиілікті динамиктердің ауысу полярлығы бірдей болуы керек, ал ортаңғы жиілікті керісінше өзгерту керек. Динамик полярлығына қойылатын талаптар жоғарыда тамаша динамиктері бар динамик үлгілері үшін талқыланды. Сондықтан, өзіндік PFC ≠ 0 бар нақты динамиктерді қосқанда (дауыс зорайтқыштың жұмыс диапазонының шекаралық жиіліктеріне жақын кроссовер жиіліктерді таңдаған жағдайда немесе динамиктердің жиілік реакциясының біркелкі еместігі жағдайында), нақты PFC сәйкестендіру шарты арналары байқалмауы мүмкін. Сондықтан сүзгілері бар дауыс зорайтқыштардың дыбыс қысымы арқылы нақты фазалық реакцияны бақылау үшін кешіктіру сызығы бар фазалық өлшегішті пайдалану немесе арналарды бөлудегі динамиктердің жалпы жиілік реакциясының сипаты бойынша сәйкестік жағдайын жанама түрде анықтау қажет. жолақтар. Дауыс зорайтқыштарды қосудың дұрыс полярлығын арналарды бөлу жолағындағы жалпы жиілік реакциясының аз біркелкі еместігіне сәйкес деп санауға болады. Ортақ арналардың PFC-нің дәл сәйкестігі басқа барлық талаптарды қанағаттандыра отырып (жазық жиілік реакциясы және т.б.) компьютерде оңтайлы бөлу сүзгілері-түзеткіштерді синтездеу үшін сандық әдістермен жүзеге асырылады.

9-сурет.принципті электр сызбасыЕсептелген кроссовер сүзгілері бар динамиктер (микрофарадтағы сыйымдылықтар, миллигенерлердегі индуктивтіліктер, Омдағы кедергілер).

Пассивті кроссовер сүзгілерін жасауда олардың конструкциясы маңызды рөл атқарады, сонымен қатар нақты элементтердің түрін таңдау - конденсаторлар, индукторлар, резисторлар, атап айтқанда индукторлардың өзара орналасуы динамиктердің сипаттамаларына үлкен әсер етеді. сүзгілермен, егер олар өзара байланыстыруға байланысты сәтсіз орналасса, пикаптар жақын орналасқан катушкалар арасындағы мүмкін сигнал болып табылады. Осы себепті оларды өзара перпендикуляр орналастыру ұсынылады, тек осындай орналасу олардың бір-біріне әсерін азайтуға мүмкіндік береді. Индукторлардың бірі маңызды компоненттерпассивті бөлу сүзгілері. Қазіргі уақытта көптеген шетелдік фирмалар магниттік материалдардан жасалған ядроларда индукторларды пайдаланады, олар үлкен қамтамасыз етеді динамикалық диапазон, сызықты емес бұрмаланудың төмен деңгейі және катушкалардың шағын өлшемдері. Дегенмен, магниттік өзегі бар катушкалардың дизайны арнайы материалдарды қолданумен байланысты, сондықтан осы уақытқа дейін көптеген әзірлеушілер ауа өзегі бар катушкаларды пайдаланады, олардың негізгі кемшіліктері аз шығындармен үлкен өлшемдер болып табылады (әсіресе төмен жиілікті арнада). сүзгі), сондай-ақ жоғары мысты тұтыну; Артықшылықтары шамалы сызықты емес бұрмаланулар болып табылады.

10-суретте көрсетілген ауа-ядро индукторының конфигурациясы оңтайлы, өйткені ол максималды қатынасты қамтамасыз етеді Л/Р , яғни. берілген индуктивтілігі бар катушкалар Л , таңдалған диаметрлі сыммен оралған, берілген орам конфигурациясы үшін ең аз қарсылыққа ие Р немесе кез келген басқалармен салыстырғанда ең жоғары сапа факторы. Қатынас Л/Р Уақыт өлшемі бар , катушка өлшемдерімен мына қатынас арқылы байланысты:

Л /Р=161,7алк/(6а+9л+10в);

Л- микрогенриде, Р- оммен а,л,в - миллиметрде.

10-сурет.Оңтайлы конфигурациядағы ауа-ядро индукторы: а) секцияда; б) сыртқы түрі.

Осы катушкалар конфигурациясы үшін дизайн коэффициенттері: а=1,5бірге , л=в ; катушкаларды жобалау параметрі в=√(Л/Р 8,66) , бұрылыстар саны Н=19,88√(Л / в ), сым диаметрі миллиметр, г=0,841в/√ Н , сымның массасы (материал - мыс) грамм, q = в 3 /21, сымның ұзындығы миллиметрде, B=187,3√Lc . Индуктор берілген диаметрдегі сым негізінде есептелген жағдайда, негізгі жобалық коэффициенттер келесідей:

дизайн параметрі в = 5 √(г 4 19,88 2 Л /0,841 4)=3,8 5 √(г 4 Л ) , сым кедергісі Р=Л/в 2 8,66 .

Мысалы, бұрын есептелген төмен жиілікті сүзгінің индукторының параметрлерін табайық. Катушканың индуктивтілігі Л 1LF = 5,1 мг. Қарсылық Р Тұрақты ток катушкалары төменгі жиіліктерде нақты катушкалар енгізетін сигналдың рұқсат етілген әлсіреуінен анықталады. Жоғалтуларға байланысты сигналдың әлсіреуіне мүмкіндік беріңіз Р катушкада орналасқан Н≤1дБ. Сабвуфердің тұрақты тұрақты кедергісі болғандықтан РЕ\u003d 8 Ом, содан кейін өрнектен анықталған рұқсат етілген катушка кедергісі Р≤Р E (10 0,05 Н -1), болып табылады Р≤0,980 Ом; содан кейін орамның жобалық параметрі в \u003d √ 5100 / 0,98 8,66 \u003d 24,5 мм; бұрылыстар саны Н\u003d 19,8 √ (5100 / 24,5) \u003d 287 айналым; сым диаметрі г\u003d 0,841 24,5 / √287 \u003d 1,2 мм; сым салмағы q \u003d 24,5 3 / 21,4≈697 г; сым ұзындығы Б \u003d 187,3 √ (85,1 24,5) ≈ 46 м.

Конденсаторлар пассивті кроссовер сүзгілерінің тағы бір маңызды элементі болып табылады. Әдетте сүзгілерде қағаз немесе пленка конденсаторлары қолданылады. Қағаздан ең көп қолданылатын отандық конденсаторлар - MBGO. Конденсаторлардың бұл түрлерінің артықшылығы - аз шығындар, жоғары температураның тұрақтылығы, кемшілігі - үлкен өлшемдер, жоғары жиіліктердегі рұқсат етілген максималды кернеудің төмендеуі. Қазіргі уақытта бірқатар шетелдік АС сүзгілерінде қарастырылып отырған конденсаторлардың артықшылықтарын біріктіретін және олардың кемшіліктерінен таза ішкі жоғалтулары төмен электролиттік полярлы емес конденсаторлар қолданылады.

Кітаптағы материалдар негізінде: «Жоғары сапалы акустикалық жүйелер мен радиаторлар»

(Альдошина И.А., Воишвилло А.Г.)

Егер сіз импеданс минимумын 3 Ом шамасында тапсаңыз, көңіліңізді қалдырмаңыз. Белгілі компаниялардың динамиктерінің кейбір үлгілері ең аз дегенде 2,6 Омға дейін бар. Бір - екі модель, тіпті 2 Ом! Екінші жағынан, кедергінің мұндай «шөгуінде» жақсы ештеңе жоқ. Музыканы қатты тыңдасаңыз, бұл жүктемені басқарған кезде күшейткіштер қызып кетеді. Күшейткіштің бұрмалануы акустикалық жүйе кедергісінің минимум аймағында өседі.

Түтік триодты күшейткіштер үшін төменгі және орташа төмен жиіліктердегі минимумдар әсіресе қауіпті. Дегенмен, кедергі 3 Ом-тан төмен түссе, шығыс шамдары істен шығуы мүмкін. Мұндай жағдайларда шығыс пентодтары үзілмейді.

Күшейткіштің шығыс кедергісі динамик жүйесінің сүзгісін орнатуға қатысатынын есте ұстаған жөн. Мысалы, шығыс кедергісі нөлге тең дерлік транзисторлық күшейткіші бар динамиктерді орнату арқылы Fc аймағының 1 дБ кейінгі жанғышты қамтамасыз етсеңіз, онда бұл акустикалық жүйелер түтік күшейткішіне қосылған кезде (әдеттегі шығыс кедергісі ~ 2 Ом), кейін жағу болмайды. AFC басқаша болады. Транзисторлық күшейткішпен қол жеткізілген сипаттамаларды қайталау үшін түтік құрылғысымен жұмыс істеген жағдайда басқа сүзгіні жасау керек.

Өзін-өзі дамытуға қабілетті тыңдаушы, сайып келгенде, жақсы түтік күшейткіштерінің құндылығын түсінеді. Осы себепті, мен әдетте түтік күшейткіші бар динамиктерді орнатамын, ал транзисторлық күшейткішке қосылған кезде динамиктермен бірге 10 ватт төмен индуктивті (4-8 uH артық емес) 2 Ом резисторды қоямын.

Егер сізде транзисторлық күшейткіш болса, бірақ болашақта түтік технологиясын сатып алу мүмкіндігін жоққа шығармасаңыз, орнату кезінде және одан кейінгі жұмыс кезінде жоғарыдағы резисторлар арқылы динамиктерді күшейткіш шығысына қосыңыз. Содан кейін, түтік күшейткішіне ауысқанда, динамиктерді қайта конфигурациялаудың қажеті жоқ, оған резисторларсыз тікелей қосылыңыз.

Генераторды ала алмайтындар үшін жиілік реакциясын бағалау үшін сынақ сигналдары бар тректер бар сынақ ықшам дискісін табуды ұсынамын. Бұл жағдайда сіз сынақ сигналының жиілігін біркелкі өзгерте алмайсыз және оның төмендеуі аймағындағы кедергінің ең терең құлдырау нүктесін жіберіп алмайсыз. Дегенмен, тіпті кедергінің жиілік реакциясын шамамен бағалау пайдалы болады. Дөрекі бағалау үшін үштен бір октавалық жолақтардағы псевдоноздық сигналдар синусоидаларға қарағанда әлдеқайда ыңғайлы. Мұндай сигналдар «Salon AV» журналының сынақ ықшам дискісінде (2002 ж. № 07) бар.

Төтенше жағдайда, сүзгіні кесу жиілігінде кері қайтаруды күшейтуді 1 дБ дейін шектеу арқылы кедергіні өлшеуден бас тартуға болады. Бұл жағдайда кедергінің 20% -дан астам төмендеуі екіталай. Мысалы, 4 Ом динамик үшін бұл ең аз 3,2 Омға сәйкес келеді, бұл қолайлы.

Қажетті жиілік реакциясын түзету үшін қажетті сүзгі элементтерінің параметрлерін өзіңіз «ұстап алуыңыз» керек екенін ескеріңіз. Бастапқыда «километрді» жіберіп алмау үшін сынақ сүзгілерін алдын ала есептеу қажет.

Резисторларды динамиктерді орнату кезінде қажет болуы мүмкін кейбір жиіліктік жауап манипуляциясы үшін бастың қарапайым төмен-орта сүзгісіне қосуға болады.

Егер осы динамиктің орташа дыбыс қысымының деңгейі твиттердің сәйкес параметрінен жоғары болса, резисторды динамикпен тізбектей қосу керек. Ауыстыру опциялары - суретте. 6a және 6b.

LF-MF бастиегінің шығысындағы қажетті азаюдың дБ-де көрсетілген мәні N символымен белгіленеді. Содан кейін:

Мұндағы Rd - динамик кедергісінің орташа мәні.

Есептеулердің орнына келесі ақпаратты пайдалануға болады:

1-кесте

Мұндағы V us – күшейткіштің шығысындағы кернеудің тиімді мәні. V d - динамика бойынша бірдей. R 1 резисторы арқылы сигналдың әлсіреуіне байланысты V d - V s-ден аз. Сонымен қатар, N = N HF - N LF, мұнда N LF және N HF - сәйкесінше LF және HF бастары әзірлеген дыбыс қысымының деңгейі. Бұл деңгейлер LF және HF бастары шығаратын жолақтар бойынша орташаланған. Әрине, N LF және N HF дБ-де өлшенеді.

Қажетті R1 мәнін жылдам бағалаудың мысалы:

N = 1 дБ үшін; R1 = Rd (1,1 - 1) = 0,1 Rd.

N = 2 дБ үшін; R1 = Rd (1,25 - 1) = 0,25 Rd.

N = 6 дБ үшін; R1 = Rd (2 - 1) = Rd.

Нақтырақ мысал:

Rd \u003d 8 Ом, N \u003d 4 дБ.
R1 = 8 Ом (1,6 - 1) = 4,8 Ом.

R1 қуатын қалай есептеу керек?

R d - LF-MF дауыс зорайтқышының тақтайша қуаты, PR 1 - R 1 арқылы таралатын рұқсат етілген қуат. Содан кейін:

R 1-ден жылуды кетіру қиын болмауы керек, яғни оны электрлік таспамен орау, ыстық желіммен толтыру және т.б.

R1 көмегімен сүзгіні алдын ала есептеудің ерекшеліктері:

Суреттегі диаграмма үшін. 6b, L 1 және C 1 мәндері жалпы кедергісі R Σ \u003d R 1 + R d болатын ойдан шығарылған динамик үшін есептеледі. Бұл жағдайда L 1 үлкен, ал C 1 одан аз. R 1 жоқ сүзгінікі.

Суреттегі диаграмма үшін. 6а – керісінше: схемаға R 1 енгізу L 1 төмендеуін және С 1 ұлғаюын талап етеді. Сүзгіні 6б-суреттегі схема бойынша есептеу оңайырақ. Осы схеманы қолданыңыз.

Резистор арқылы жиілікті қосымша түзету:

Егер жиілік реакциясының біркелкілігін жақсарту үшін фильтр арқылы кесу жиілігінен жоғары сигналдардың басылуын азайту қажет болса, суретте көрсетілген схеманы қолдануға болады. 7.

Бұл жағдайда R 2-ні пайдалану F с-тегі кірістің төмендеуіне әкеледі. F c жоғары, қайтару, керісінше, R 2 жоқ сүзгімен салыстырғанда артады. Түпнұсқаға жақын жиілік реакциясын қалпына келтіру қажет болса (R 2-сіз өлшенген), L 1-ді азайтып, C 1-ді бірдей пропорцияда көбейту керек. Іс жүзінде R 2 диапазоны: R 2 ~= (0,1-1) * R d шегінде болады.

Жиілік реакциясын түзету:

Қарапайым жағдай: жеткілікті біркелкі сипаттамада орташа диапазонда кері байланыстың жоғарылау аймағы («болуы») бар. Резонанстық схема түрінде корректорды қолдануға болады (8-сурет).

резонанстық жиілікте

Тізбектің кейбір кедергі мәні бар, оның мәніне сәйкес динамиктегі сигнал әлсірейді. Резонанстық жиіліктен тыс, әлсіреу азаяды, осылайша тізбек «бар болуды» таңдамалы түрде басады. L 2 және C 2 мәндерін F p және басылу дәрежесіне байланысты N 2 (дБ) келесідей шамамен есептеңіз:

1 кестені пайдалану ыңғайлы. Мен оны басқаша саламын:

Мысал. Орталық жиілігі 1600 Гц болатын «болуды» басу қажет. Динамиктің кедергісі - 8 Ом. Басылу дәрежесі: 4 дБ.

Дауыс зорайтқыштың жиілік реакциясының ерекше пішіні күрделірек түзетуді қажет етуі мүмкін. Суреттегі мысалдар. 9.

Суреттегі жағдай. 9а ең қарапайым. Түзету тізбегінің параметрлерін таңдау оңай, өйткені «қатысу» мүмкін болатын сүзгі сипаттамасына «айна» пішініне ие.

Суретте. 9b басқа ықтимал нұсқаны көрсетеді. Қарапайым схема жүктеуге жиілік реакциясының аздап төмендеуімен бір үлкен «дөңес» екі кішкентайға «айырбастауға» мүмкіндік беретінін көруге болады. Мұндай жағдайларда алдымен L 2 көбейтіп, C 2 азайту керек. Бұл басу өткізу жолағын қажетті шектерге дейін кеңейтеді. Содан кейін сіз R 3 резисторы бар тізбекті суретте көрсетілгендей маневрлеуіңіз керек. 10. R3 мәні схема параметрлерімен анықталған диапазондағы динамикке берілетін сигналды басудың қажетті дәрежесі негізінде таңдалады. R 3 \u003d R d (Δ - 1)

Мысал: Сигналды 2 дБ-ге басу қажет. Динамик - 8 Ом. 1-кестені қараңыз. R 3 = 8 Ом (1,25 - 1) = 2 Ом.

Бұл жағдайда түзету қалай орындалатыны суретте көрсетілген. 9 ғасыр

Заманауи дауыс зорайтқыштар үшін екі мәселенің комбинациясы өте тән: 1000-2000 Гц аймағында «болуы» және жоғарғы ортаның біршама асып кетуі. Жиілік реакциясының ықтимал түрі суретте көрсетілген. 11а.

Зиянды «жағымсыз» әсерлерден ең бос түзету әдісі контурдың аздап асқынуын талап етеді. Түзеткіш суретте көрсетілген. 12.

L 2 , C 2 тізбегінің резонансы әдеттегідей «болуды» басу үшін қажет. Fp төмен, сигнал L 2 арқылы динамикке дерлік жоғалтпай өтеді. F p-ден жоғары сигнал C 2 арқылы өтеді және R 4 резисторымен әлсіретіледі.

Түзеткіш бірнеше кезеңде оңтайландырылған. R 4 енгізу L 2 , C 2 тізбегінің резонансын әлсірететіндіктен, бастапқыда L 2 көп және С 2 аз таңдау керек. Бұл R 4 енгізілгеннен кейін қалыпқа келтірілген F p бойынша шамадан тыс басуды қамтамасыз етеді. R 3 = R d (Δ - 1), мұндағы "Δ" - F p жоғары сигналды басу шамасы. «Δ» 1-кестеге сілтеме жасай отырып, жоғарғы ортаның асып кетуіне сәйкес таңдалады. Түзету кезеңдері суретте шартты түрде көрсетілген. 11б.

Сирек жағдайларда түзету тізбегінің көмегімен жиілік реакциясының көлбеуіне кері байланыс қажет. Бұл үшін R 4 L 2 тізбегіне өтуі керек екені түсінікті. Суреттегі схема. он үш.

Бұл жағдай үшін проблемалық жиілік реакциясы және оны түзету күріште көрсетілген. 14.

L2, C2 және R4 мәндерінің белгілі бір комбинациясы кезінде корректордың Fp бойынша арнайы басылуы болмауы мүмкін. Мұндай түзету қажет болған кезде мысал суретте көрсетілген. 15.

Қажет болса, екінші ретті сүзгіні және түзеткіш контурды бірге пайдалануға болады. Ауыстыру опциялары - суретте. он алты.

Элементтердің бірдей мәндерімен а) опциясы орташа жиілікте және кесу жиілігінде үлкен қайтарымды қамтамасыз етеді. Негізінде, элементтердің мәндерін таңдау арқылы сіз екі сүзгі опциясы үшін динамиктердің жиілік реакциясын теңестіре аласыз. Әңгімелесуге ұзақ болатын кейбір себептерге байланысты мен сізге а) опциясын жиірек қолдануға кеңес беремін. Кейде өте айқын «бар болу» б) опциясын қолдануды талап етеді. Сүзгі мен корректордың бірлескен жұмысы суретте көрсетілген. 17.

Твитерлерге арналған сүзгілерді қарастырыңыз.

Твитерлер үшін, вуферлерге қарағанда, біз бірінші ретті сүзгіні қолданамыз, яғни динамикпен тізбектей жалғанған конденсатор ғана. Мұндай қарапайым сүзгінің динамиктің жиілік реакциясында айтарлықтай көлбеу енгізуі вуфердегідей дыбысқа зиянды әсер етпейді. Біріншіден, бұл көлбеу көбінесе бір жиілік аймағындағы вуфердің жиілік реакциясының біркелкі комплементарлы (өзара толықтырушы) еңісімен ішінара өтеледі. Екіншіден, төменгі жоғарғы (3-6 кГц) аймағындағы кейбір «сәтсіздіктер» субъективті зерттеулердің нәтижелері бойынша әбден қолайлы. Фильтрсіз, сүзгісі бар және вуфермен бірге твитердің жиілікке жауап беруінің ықтимал курсы суретте көрсетілген. он сегіз.

Твитерді антифазада вуфермен қосу тәжірибесінен қорықпау керек. Кейде бұл жақсы дыбыс алудың бірнеше әдістерінің бірі. РЖ басын өзгертудің ең ықтимал нәтижелері суретте көрсетілген. он тоғыз

Мәрмәр блогын алып, одан артық нәрсені кесіп тастаңыз ...

Огюст Роден

Кез келген сүзгі, мәні бойынша, Роденнің мәрмәрмен жасайтын сигнал спектрімен бірдей әрекет етеді. Бірақ мүсіншінің жұмысынан айырмашылығы, идея сүзгіге емес, сізге және маған тиесілі.

Белгілі себептерге байланысты біз сүзгілерді қолданудың бір саласын жақсы білеміз - динамикалық бастары бойынша кейін ойнату үшін дыбыстық сигналдар спектрін бөлу (көбінесе біз «динамерлер» деп айтамыз, бірақ бүгін материал маңызды, сондықтан біз сондай-ақ шарттарға барлық қатаңдықпен жақындайды). Бірақ сүзгілерді пайдаланудың бұл саласы әлі де негізгі емес және тарихи тұрғыдан бірінші емес. Бір кездері электрониканы радиоэлектроника деп атағанын ұмытпайық, оның бастапқы міндеті радиохабар тарату және радиоқабылдау қажеттіліктеріне қызмет ету болды. Үздіксіз спектрлік сигналдар берілмейтін және хабар таратуды радиотелеграф деп те атаған радионың бала кезінің өзінде арнаның шуға төзімділігін арттыру қажеттілігі туындады және бұл мәселе қабылдауда сүзгілерді қолдану арқылы шешілді. құрылғылар. Таратушы жағында модуляцияланған сигналдың спектрін шектеу үшін сүзгілер қолданылды, бұл да жіберудің сенімділігін жақсартты. Сайып келгенде, сол кездегі барлық радиотехниканың ірге тасы, резонанстық схема жолақты өту сүзгісінің ерекше жағдайынан басқа ештеңе емес. Сондықтан барлық радиотехника сүзгіден басталды деп айта аламыз.

Әрине, алғашқы сүзгілер пассивті болды, олар катушкалар мен конденсаторлардан тұрды, ал резисторлардың көмегімен нормаланған сипаттамаларды алуға болады. Бірақ олардың барлығында ортақ кемшілік болды - олардың сипаттамалары олардың артында тұрған тізбектің кедергісіне, яғни жүктеме тізбегіне байланысты болды. Ең қарапайым жағдайларда жүктеме кедергісін жеткілікті жоғары ұстауға болады, осылайша бұл әсерді елемеуге болады, басқа жағдайларда сүзгі мен жүктеменің өзара әрекеттесуін ескеру қажет (айтпақшы, есептеулер жиі жүргізілді). тіпті слайд ережесінсіз, жай ғана бағанда). Жүктеме кедергісінің әсерінен, пассивті сүзгілердің бұл қарғысы белсенді сүзгілердің пайда болуымен құтылу мүмкін болды.

Бастапқыда бұл материалды толығымен пассивті сүзгілерге арнау керек еді, орнатушылардың тәжірибесінде олар белсенділерге қарағанда салыстырмалы түрде жиі өздігінен есептелуі және жасалуы керек. Бірақ логика біз әлі де белсенділерден бастауды талап етті. Бір қызығы, олар берілген иллюстрацияларға бір қарағанда қалай көрінсе де, қарапайымырақ.

Мені дұрыс түсінгім келеді: белсенді сүзгілер туралы ақпарат оларды өндіруге арналған нұсқаулық ретінде ғана қызмет етуге арналмаған, мұндай қажеттілік әрқашан пайда бола бермейді. Көбінесе қолданыстағы сүзгілердің қалай жұмыс істейтінін (негізінен күшейткіштердің бөлігі ретінде) және неге олар әрқашан біз қалағандай жұмыс істемейтінін түсіну қажет. Міне, шын мәнінде, қолмен жұмыс жасау туралы ой келуі мүмкін.

Белсенді сүзгілердің схемалық диаграммалары

Қарапайым түрде белсенді сүзгі – кіріс кедергісі жоғары бірлік күшейту элементіне жүктелген пассивті сүзгі, не эмитент ізбасары, не ізбасар режимінде жұмыс істейтін операциялық күшейткіш, яғни бірлік күшейту. (Сіз сондай-ақ лампаға катодты ізбасарды енгізе аласыз, бірақ мен сіздің рұқсатыңызбен шамдарға қол тигізбеймін, егер біреу қызығушылық танытса, тиісті әдебиеттерге жүгініңіз). Теориялық тұрғыдан кез келген тәртіптің белсенді сүзгісін осылайша құруға тыйым салынбайды. Ізбасардың кіріс тізбектеріндегі токтар өте аз болғандықтан, сүзгі элементтерін өте ықшам таңдауға болатын сияқты. Бәрі осы ма? Сүзгі жүктемесі 100 Ом резистор екенін елестетіп көріңіз, сіз 100 Гц жиілікте бір катушкадан тұратын бірінші ретті төмен жиілікті сүзгіні жасағыңыз келеді. Орамның мәні қандай болуы керек? Жауабы: 159 мГ. Қандай жинақылық. Ең бастысы, мұндай катушканың омдық кедергісі жүктемемен (100 Ом) салыстырмалы түрде болуы мүмкін. Сондықтан белсенді сүзгі тізбектеріндегі индукторлар туралы ұмытуға тура келді, басқа жол жоқ.

Бірінші ретті сүзгілер үшін (1-сурет) мен белсенді сүзгілердің схемасын іске асырудың екі нұсқасын беремін - op-amp және npn типті транзистордағы эмитенттік ізбасары бар, және кейде сіз өзіңіз таңдайсыз. сізге жұмыс істеу оңайырақ болады. Неліктен n-p-n? Өйткені олардың саны көп, ал басқалары бірдей болғандықтан, өндірісте олар біршама «жақсы» болып шығады. Модельдеу KT315G транзисторы үшін жүргізілді, мүмкін жалғыз жартылай өткізгіш құрылғы, оның бағасы соңғы уақытқа дейін ширек ғасыр бұрынғымен бірдей болды - 40 тиын. Шын мәнінде, сіз кез келген пайдалануға болады npn транзисторы, өсімі (h21e) 100-ден әлдеқайда төмен емес.

Күріш. 1. Бірінші ретті жоғары өту сүзгілері

Эмитент тізбегіндегі резистор (1-суреттегі R1) коллекторлық токты орнатады, көптеген транзисторлар үшін шамамен 1 мА тең немесе сәл азырақ таңдау ұсынылады. Сүзгінің кесу жиілігі C2 кіріс конденсаторының сыйымдылығымен және параллель қосылған R2 және R3 резисторларының жалпы кедергісі арқылы анықталады. Біздің жағдайда бұл қарсылық 105 кОм құрайды. Оның h21e индексіне көбейтілген эмиттер тізбегіндегі (R1) қарсылықтан айтарлықтай аз екеніне көз жеткізу керек - біздің жағдайда бұл шамамен 1200 кОм (шын мәнінде, h21e мәндерінің таралуымен) 50-ден 250-ге дейін - 600 кОм-дан 4 МΩ дейін) . Шығыс конденсаторы қосылады, олар айтқандай, «тапсырыс үшін» - егер сүзгі жүктемесі күшейткіштің кіріс сатысы болса, онда, әдетте, тұрақты кернеумен кірісті ажыратуға арналған конденсатор бар.

Мұндағы оп-амп сүзгі тізбегінде (төмендегідей) TL082C моделі пайдаланылады, өйткені бұл операциялық күшейткіш сүзгілерді құру үшін жиі пайдаланылады. Дегенмен, әдетте бірполярлы қуат көзімен жұмыс істейтіндерден кез келген дерлік оп-амперді алуға болады, жақсырақ: далалық әсерлі транзисторлар. Мұнда да кесу жиілігі кіріс конденсаторының С2 сыйымдылығы мен параллель қосылған R3, R4 резисторларының кедергісінің қатынасымен анықталады. (Неге параллель қосылған? Өйткені айнымалы ток тұрғысынан плюс қуат пен минус бірдей.) R3, R4 резисторларының қатынасы орта нүктені анықтайды, егер олар аздап ерекшеленсе, бұл трагедия емес, бұл тек білдіреді. сигналдың максималды амплитудасы бір жағынан сәл ертерек шектеле бастайды. Сүзгі 100 Гц кесу жиілігіне арналған. Оны төмендету үшін R3, R4 резисторларының мәнін немесе C2 сыйымдылығын арттыру қажет. Яғни номиналды мән жиіліктің бірінші дәрежесіне кері өзгереді.

Төмен жиілікті сүзгі тізбектерінде (2-сурет) бірнеше бөліктер көбірек болады, өйткені кіріс кернеуінің бөлгіші жиілікке тәуелді тізбектің элементі ретінде пайдаланылмайды және бөлу сыйымдылығы қосылады. Сүзгінің кесу жиілігін төмендету үшін кіріс резисторын (R5) арттырыңыз.

Күріш. 2. Бірінші ретті төмен жиілікті сүзгілер

Бөлу сыйымдылығы маңызды рейтингке ие, сондықтан оны электролитсіз жасау қиын болады (бірақ сіз өзіңізді 4,7 микрофарад пленкалық конденсатормен шектей аласыз). Бөлгіш сыйымдылық С2-мен бірге бөлгіш құрайтынын ескеру керек, ал ол неғұрлым аз болса, сигналдың әлсіреуі соғұрлым жоғары болады. Нәтижесінде кесу жиілігі де біршама өзгереді. Кейбір жағдайларда сіз ажырату конденсаторынсыз жасай аласыз - егер, мысалы, көз басқа сүзгі кезеңінің шығысы болса. Жалпы алғанда, үлкен оқшаулау конденсаторларынан құтылуға деген ұмтылыс, бәлкім, бірполярдан биполярлық қуат көзіне көшудің негізгі себебі болды.

Суретте. 3 және 4-суреттер біз жаңа ғана қарастырған жоғары және төмен өту сүзгілерінің жиілік жауаптарын көрсетеді.

Күріш. 3. Бірінші ретті жоғары жиілікті сүзгілердің сипаттамасы

Күріш. 4. Бірінші ретті төмен жиілікті сүзгілердің сипаттамасы

Сізде екі сұрақ бар болуы мүмкін. Біріншіден: неліктен біз бірінші ретті сүзгілерді зерттеумен соншалықты тығыз айналысамыз, олар сабвуферлерге мүлдем сәйкес келмейді және автордың мәлімдемесіне сенсеңіз, олар фронтальды акустика жолақтарын бөлу үшін жиі қолданылмайды? Екіншісі: автор неліктен Баттервортты да, оның аттастарын да – Линквицті, Бессельді, Чебышевті атамады? Мен бірінші сұраққа әлі жауап бермеймін, сәл кейінірек бәрі сізге түсінікті болады. Мен тікелей екіншісіне барамын. Баттерворт және басқалары екінші ретті және одан жоғары сүзгілердің сипаттамаларын анықтады, бірінші ретті сүзгілердің жиілігі мен фазалық реакциясы әрқашан бірдей.

Сонымен, номиналды еңісі 12 дБ / қазан болатын екінші ретті сүзгілер. Мұндай сүзгілер әдетте операциялық күшейткіштер арқылы жасалады. Сіз, әрине, транзисторлармен жұмыс істей аласыз, бірақ схема дәл жұмыс істеуі үшін көп нәрсені ескеру керек, нәтижесінде қарапайымдылық таза ойдан шығарылады. Мұндай сүзгілердің схемасын жүзеге асыру нұсқаларының белгілі саны белгілі. Қайсысын айтпай-ақ қояйын, өйткені кез келген санау әрқашан толық болмауы мүмкін. Иә, және бұл бізге аз береді, өйткені белсенді сүзгілер теориясын шынымен зерттеудің мағынасы жоқ. Оның үстіне, күшейткіш сүзгілердің құрылысына көп жағдайда тек екі тізбекті іске асыру қатысады, тіпті бір жарым деп айтуға болады. «Тұтас» дегеннен бастайық. Бұл Sallen-Key сүзгісі деп аталады.

Күріш. 5. Екінші ретті жоғары өту сүзгісі

Мұнда, әдеттегідей, кесу жиілігі конденсаторлар мен резисторлардың мәндерімен анықталады, бұл жағдайда - C1, C2, R3, R4, R5. Баттерворт сүзгісі үшін (жақсы, ақырында!) Кері байланыс тізбегіндегі резистордың мәні (R5) жерге қосылған резистордың жарты мәні болуы керек екенін ескеріңіз. Әдеттегідей, R3 және R4 резисторлары «жерге» параллель қосылған, олардың жалпы мәні 50 кОм.

Енді бірер сөз, бүйірге. Егер сіздің сүзгіңіз реттелмесе, резисторларды таңдауда қиындықтар болмайды. Бірақ сүзгінің кесу жиілігін біркелкі өзгерту қажет болса, бір уақытта екі резисторды өзгерту керек (бізде олардың үшеуі бар, бірақ күшейткіштердегі қуат көзі биполярлы, ал R3 бір резисторы бар, мәні параллель қосылған біздің екі R3, R4 сияқты). Әсіресе осындай мақсаттар үшін әртүрлі номиналдардың қос айнымалы резисторлары шығарылады, бірақ олар да қымбатырақ, және олардың саны соншалықты көп емес. Сонымен қатар, сипаттамалары өте ұқсас сүзгіні жобалауға болады, бірақ онда екі резистор да бірдей болады, бірақ C1 және C2 сыйымдылықтары әртүрлі болады. Бірақ бұл қиын. Ал енді орташа жиілікке (330 Гц) арналған сүзгіні алып, тек бір ғана резисторды - «жердегі» резисторды өзгертуді бастасақ, не болатынын көрейік. (Cурет 6).

Күріш. 6. Жоғары жиілікті сүзгіні қайта құру

Келісіңіз, біз күшейткіш сынақтарындағы графиктерде ұқсас нәрсені бірнеше рет көрдік.

Төмен жиіліктегі сүзгі тізбегі жоғары жиілікті сүзгінің айнадағы кескініне ұқсас: кері байланыста конденсатор, ал «T» әрпінің көлденең сөресінде резисторлар бар. (Cурет 7).

Күріш. 7. Екінші ретті төмен өту сүзгісі

Бірінші ретті төмен жиілікті сүзгідегі сияқты, біріктіру конденсаторы (C3) қосылады. Жергілікті жерге тұйықтау тізбегіндегі резисторлардың мәні (R3, R4) сүзгі енгізген әлсіреу мөлшеріне әсер етеді. Диаграммада көрсетілген номиналды мәнмен әлсіреу шамамен 1,3 дБ құрайды, менің ойымша, бұған жол беруге болады. Әдеттегідей, кесу жиілігі резисторлардың (R5, R6) мәніне кері пропорционал. Баттерворт сүзгісі үшін кері байланыс конденсаторының (C2) мәні C1 мәнінен екі есе болуы керек. R5, R6 резисторларының мәні бірдей болғандықтан, кез келген қос баптау резисторы кесу жиілігін тегіс реттеу үшін жарамды - сондықтан көптеген күшейткіштерде төмен жиілікті сүзгі сипаттамалары жоғары жиілікті сүзгі сипаттамаларына қарағанда тұрақты болады. .

Суретте. 8 екінші ретті сүзгілердің жиілік реакциясын көрсетеді.

Күріш. 8. Екінші ретті сүзгілердің сипаттамасы

Енді жауапсыз қалған сұраққа оралуға болады. Біз бірінші ретті сүзгі схемасынан «өттік» өйткені белсенді сүзгілер негізінен каскадты негізгі сілтемелер арқылы жасалады. Сондықтан сериялық қосылымбірінші және екінші ретті сүзгілер үшінші ретті береді, екінші ретті екі сүзгілер тізбегі төртінші және т.б. береді. Сондықтан мен тізбектер үшін тек екі нұсқаны беремін: үшінші ретті жоғары жиілікті сүзгі және төртінші ретті төмен жиілікті сүзгі. Сипаттама түрі - Баттерворт, кесу жиілігі - бірдей 100 Гц. (Cурет 9).

Күріш. 9. Үшінші ретті жоғары өту сүзгісі

Мен сұрақты болжап отырмын: неге R3, R4, R5 резисторларының мәндері кенеттен өзгерді? Неліктен олар өзгермейді? Егер тізбектің әрбір «жартысында» 100 Гц жиілігі -3 дБ деңгейіне сәйкес келсе, онда тізбектің екі бөлігінің де бірлескен әрекеті 100 Гц жиіліктегі құлдыраудың қазірдің өзінде болатынына әкеледі. 6 дБ. Ал біз бұған келіспедік. Сондықтан ең жақсы нәрсе - номиналдарды таңдау әдісін беру - әзірге тек Баттерворт сүзгілері үшін.

1. Белгілі сүзгіні кесу жиілігіне сүйене отырып, сипаттамалық көрсеткіштердің бірін (R немесе C) орнатыңыз және тәуелділікті пайдаланып екінші рейтингті есептеңіз:

Fc = 1/(2?pRC) (1.1)

Конденсатор мәндерінің диапазоны әдетте тар болғандықтан, негізгі сыйымдылық мәнін C (фарадпен) орнату және одан R (Ом) негізгі мәнін анықтау өте орынды. Бірақ егер сізде, мысалы, 22 нФ конденсаторлар жұбы және бірнеше 47 нФ конденсаторлар болса, оларды және осыларды қабылдауға ешкім сізді алаңдатпайды - бірақ сүзгінің әртүрлі бөліктерінде, егер ол композитті болса.

2. Бірінші ретті сүзгі үшін формула (1.1) бірден резистордың мәнін береді. (Біздің нақты жағдайда біз 72,4 кОм аламыз, ең жақын стандартты мәнге дейін дөңгелектенеміз, біз 75 кОм аламыз.) Негізгі екінші ретті сүзгі үшін сіз R бастапқы мәнін дәл осылай анықтайсыз, бірақ алу үшін резисторлардың нақты мәндері үшін кестені пайдалану қажет болады. Содан кейін кері байланыс тізбегіндегі резистордың мәні ретінде анықталады

және «жерге» баратын резистордың мәні тең болады

Жақшадағы бір және екі төртінші ретті сүзгінің бірінші және екінші сатыларына қатысты жолдарды білдіреді. Сіз тексере аласыз: бір жолдағы екі коэффициенттің көбейтіндісі біреуге тең - бұл, шын мәнінде, өзара. Дегенмен, біз сүзгілер теориясына бармауға келістік.

Төмен өткізгіш сүзгінің анықтаушы құрамдас бөліктерінің рейтингтерін есептеу ұқсас әдіспен және сол кесте бойынша жүзеге асырылады. Жалғыз айырмашылық - жалпы жағдайда сізге ыңғайлы резисторлық мәннен билеу керек және кестеге сәйкес конденсатор мәндерін таңдау керек. Кері байланыс тізбегіндегі конденсатор ретінде анықталады

және оп-ампердің кірісін «жерге» қосатын конденсатор, сияқты

Жаңадан алынған білімді пайдалана отырып, біз сабвуфермен жұмыс істеу үшін қазірдің өзінде қолдануға болатын төртінші ретті төмен жиілікті сүзгіні саламыз (10-сурет). Диаграммада бұл жолы мен стандартты номиналға дейін дөңгелектеусіз қуаттардың есептелген мәндерін беремін. Бұл, егер қаласаңыз, өзіңізді тексере аласыз.

Күріш. 10. 4-ші ретті төмен өту сүзгісі

Мен әлі фазалық сипаттамалар туралы бір ауыз сөз айтқан жоқпын, мен дұрыс жасадым - бұл бөлек мәселе, біз оны бөлек қарастырамыз. Келесі жолы сіз идеяны түсінесіз, біз енді бастаймыз...

Күріш. 11. Үшінші және төртінші ретті сүзгілердің сипаттамасы

«Автозвук» журналының материалдары негізінде дайындалған, сәуір 2009 жwww.avtozvuk.com

Енді біз белгілі бір материалды жинақтаған кезде, біз фазамен айналыса аламыз. Электротехника қажеттіліктеріне қызмет ету үшін фаза ұғымы көп уақыт бұрын енгізілгенін басынан бастап айту керек.

Сигнал тұрақты жиіліктің таза синусы болса (тазалық дәрежесі әртүрлі болса да), оны амплитудасы (модуль) және фазасы (аргумент) арқылы анықталатын айналмалы вектор ретінде көрсету табиғи нәрсе. . Үшін дыбыстық сигнал, онда синустар тек ыдырау түрінде болады, фаза ұғымы енді соншалықты анық емес. Дегенмен, оның пайдалылығы кем емес - егер әртүрлі көздерден келетін дыбыс толқындары векторлық түрде қосылатын болса. Ал енді сүзгілердің фазалық жиілік сипаттамалары (FFC) төртінші ретті қоса алғанда қалай көрінетінін көрейік. Сандардың нөмірленуі соңғы шығарылымнан бастап сақталады.

Суреттен бастайық. 12 және 13.

Бірден қызық заңдылықтарды байқауға болады.

1. Кез келген сүзгі фазаны ?/4 еселігі болатын бұрышпен, дәлірек айтқанда (n?)/4 арқылы «бұрады», мұндағы n - сүзгі реті.

2. Төмен жиіліктегі сүзгінің фазалық реакциясы әрқашан 0 градустан басталады.

3. Жоғары өту сүзгісінің PFC әрқашан 360 градуста келеді.

Соңғы нүктені нақтылауға болады: жоғары жиіліктегі сүзгінің PFC «тағайындалған нүктесі» 360 градусқа еселік; егер сүзгі реті төртіншіден жоғары болса, онда жиіліктің жоғарылауымен жоғары жиіліктегі сүзгі фазасы 720 градусқа, яғни 4-ке ұмтылады? ?, сегізіншіден жоғары болса - 6-ға дейін? Бірақ біз үшін бұл таза математика, оның практикамен байланысы өте алыс.

Жоғарыда аталған үш тармақты бірлесіп қарастыра отырып, жоғары және төмен жиіліктегі сүзгілердің PFC-тері тек төртінші, сегізінші және т.б. үшін бірдей деген қорытынды жасауға болады. тапсырыстар, және төртінші ретті сүзгілер үшін осы мәлімдеменің жарамдылығы суреттегі графикпен анық расталады. 13. Дегенмен, төртінші ретті сүзгінің «ең жақсы» екендігі осы фактіден туындамайды, өйткені, айтпақшы, керісінше де болмайды. Жалпы, қорытынды жасауға әлі ерте.

Сүзгілердің фазалық сипаттамалары іске асыру әдісіне байланысты емес - олар белсенді немесе пассивті, тіпті сүзгінің физикалық табиғатына байланысты. Сондықтан біз пассивті сүзгілердің фазалық реакциясына ерекше тоқталмаймыз, көп жағдайда олар біз көргендерден еш айырмашылығы жоқ. Айтпақшы, сүзгілер ең төменгі фазалық тізбектердің қатарына жатады - олардың амплитудалық-жиілік және фазалық жиілік сипаттамалары бір-бірімен қатаң байланысты. Минималды емес фазалық сілтемелер, мысалы, кешіктіру сызығын қамтиды.

Фильтрдің реті неғұрлым жоғары болса, оның PFC соғұрлым тік түсетіні анық (графиктер болған кезде). Ал кез келген функцияның тіктігі немен сипатталады? Оның туындысы. Жиілікке қатысты PFC туындысы ерекше атауға ие - топтық кешігу уақыты (GDT). Фазаны радианмен, ал жиілікті - тербелмелі емес (герцпен), бірақ бұрыштық, секундына радианмен алу керек. Сонда туынды уақыт өлшемін алады, ол оның атын (ішінара болса да) түсіндіреді. Бір типті жоғары және төмен жиіліктегі сүзгілердің топтық кешігу сипаттамалары айырмашылығы жоқ. Топтық кешігу графиктері бірінші реттен төртінші ретке дейін Баттерворт сүзгілерін осылай іздейді (Cурет 14).

Мұнда әртүрлі тапсырыстардағы сүзгілер арасындағы айырмашылық ерекше байқалатын сияқты. Төртінші ретті сүзгіге арналған ең үлкен (амплитудалық) топтық кешігу мәні бірінші ретті сүзгіден шамамен төрт есе және екінші ретті сүзгіден екі есе үлкен. Бұл параметрде төртінші ретті сүзгі бірінші ретті сүзгіден төрт есе нашар деген мәлімдемелер бар. Жоғары жиілікті сүзгі үшін - мүмкін. Бірақ төмен жиілікті сүзгі үшін жоғары топтық кідірістің кемшіліктері жоғары жиілікті жауап беретін еңістің артықшылықтарымен салыстырғанда соншалықты маңызды емес.

Әрі қарай таныстыру үшін бізге PFC электродинамикалық бастың «ауасында» қалай көрінетінін елестету пайдалы болады, яғни сәулелену фазасы жиілікке байланысты.

Керемет сурет (15-сурет): бір қарағанда, ол сүзгіге ұқсайды, бірақ, екінші жағынан, бұл мүлдем сүзгі емес - фаза үнемі төмендейді және тіктіктің жоғарылауымен. Мен тым көп жұмбақ жасырмаймын: кідіріс сызығының фазалық реакциясы осылай көрінеді. Тәжірибелі адамдар айтады: әрине, кешігу дыбыс толқынының эмитенттен микрофонға дейінгі жолына байланысты. Ал тәжірибелі адамдар қателеседі: менің микрофоным бас фланецке орнатылды; Егер біз сәулелену орталығы деп аталатын орынды ескерсек, бұл 3 - 4 см қатені тудыруы мүмкін (осы бас үшін). Ал мұнда, есептесеңіз, кешігу жарты метрге жуықтайды. Ал, шын мәнінде, неге бұл (кідіріс) болмауы керек? Күшейткіштің шығысында мұндай сигналды елестетіп көріңіз: ештеңе, ештеңе және кенеттен синус - бастапқыдан және максималды тіктікпен. (Мысалы, менде ештеңені елестетудің қажеті жоқ, мен оны өлшеуіш компакт-дискілердің біріне жазып алдым, осы сигнал арқылы полярлықты тексереміз.) Дауыс катушкасы арқылы өтетін ток бірден ағып кетпейтіні анық, ол бәрібір. индуктивтіліктің қандай да бір түрі бар. Бірақ бұл ұсақ-түйек. Ең бастысы, дыбыс қысымы көлемдік жылдамдық болып табылады, яғни диффузор алдымен жеделдету керек, содан кейін ғана дыбыс шығады. Кешігудің шамасы үшін формуланы шығаруға болады, әрине, «қозғалыс» массасы, күш факторы және, мүмкін, катушканың омдық кедергісі пайда болады. Айтпақшы, мен әртүрлі жабдықта ұқсас нәтижелерге қол жеткіздім: Bruel & Kjaer аналогтық фазалық өлшегіште де, MLSSA және Clio сандық кешендерінде де. Мен орташа диапазондағы динамиктердің бассисттерге қарағанда кідірістері аз екенін, ал твиттерде олар мен осыларға қарағанда кідіріс аз екенін білемін. Бір қызығы, мен әдебиетте мұндай нәтижелерге сілтемелерді көрмедім.

Неліктен мен бұл нұсқаулық графикті әкелдім? Содан кейін, егер заттар шынымен мен көргендей болса, сүзгілердің қасиеттері туралы көптеген дәлелдер практикалық мағынасын жоғалтады. Мен оларды әлі де айтамын, бірақ олардың барлығын қабылдауға тұрарлық па, соны өзіңіз шешесіз.

Пассивті сүзгі сұлбалары

Белсенді сүзгілерге қарағанда пассивті сүзгілердің схемасын іске асыру әлдеқайда аз екенін мәлімдесем, аз адамдар таң қалады деп ойлаймын. Екі жарым шамасында дер едім. Яғни, егер эллиптикалық сүзгілер тізбектердің бөлек класында көрсетілсе, үшеу, егер бұл жасалмаса, екеуі шығады. Сонымен қатар, 90% жағдайда акустикада параллельді сүзгілер қолданылады. Сондықтан біз олардан бастамаймыз.

Сериялық сүзгілер, параллельді фильтрлерден айырмашылығы, «бөлшектерде» жоқ - мұнда төмен жиіліктегі сүзгі және жоғары жиіліктегі сүзгі бар. Бұл сіз оларды әртүрлі күшейткіштерге қоса алмайсыз дегенді білдіреді. Сонымен қатар, олардың сипаттамаларына сәйкес, бұл бірінші ретті сүзгілер. Айтпақшы, әлі де барлық жерде бар Смолл мырза акустикалық қолданбаларға арналған бірінші ретті сүзгілер қандай православиелік аудиофилдерге (бір жағынан) және акустикалық өнімдердің құнын жан-жақты төмендетуді жақтаушыларға қарамастан жарамсыз деп ақтады. екіншісі) айтады. Дегенмен, сериялы сүзгілердің бір плюс бар: олардың шығыс кернеулерінің қосындысы әрқашан бірге тең. Екі диапазонды сериялы сүзгінің сұлбасы осылай көрінеді (16-сурет).

Бұл жағдайда рейтингтер 2000 Гц шекті жиілікке сәйкес келеді. Жүктемелердегі кернеулердің қосындысы әрқашан кіріс кернеуіне дәл сәйкес келетінін көру оңай. Тізбекті сүзгінің бұл мүмкіндігі сигналдарды процессормен одан әрі өңдеуге (атап айтқанда, Dolby Pro Logic жүйесінде) «дайындау» кезінде пайдаланылады. Келесі графикте сүзгінің жиілік реакциясын көруге болады (Cурет 17).

PFC және топтық кешігу графиктері кез келген бірінші ретті сүзгілермен бірдей екеніне сене аласыз. Үш жолақты дәйекті сүзгі ғылымға да белгілі. Оның схемасы суретте. он сегіз.

Диаграммада көрсетілген рейтингтер твиттер (HF) мен ортаңғы диапазон арасындағы бөлімнің бірдей жиілігіне (2000 Гц) және 100 Гц жиілігі - ортаңғы диапазон мен вуферлер арасындағы бөлімге сәйкес келеді. Үш жолақты сериялы фильтрдің бірдей қасиеті бар екені анық: оның шығысындағы кернеулердің қосындысы кірістегі кернеуге тура тең. Осы сүзгінің сипаттамаларының жиынтығын көрсететін келесі суретте (19-сурет) 50 - 200 Гц диапазонында твитер сүзгісінің айналуының еңісі 6 дБ / қазаннан жоғары екенін көруге болады, өйткені оның мұнда диапазон тек ортаңғы диапазонға ғана емес, сонымен қатар басс бас жолағына да салынған. Бұл параллельді сүзгілердің жасай алмайтыны - олардың жолақтарының қабаттасуы сөзсіз тосын сыйлар әкеледі және әрқашан - қуанышсыз.

Сериялық сүзгі параметрлері бірінші ретті сүзгілердің бағалаулары сияқты дәл осылай есептеледі. Тәуелділік бұрынғысынша бірдей (1.1 формуланы қараңыз). Уақыт константасы деп аталатынды енгізу ең қолайлы, ол TO = 1/(2?Fc) сүзгінің кесілу жиілігімен көрсетіледі.

C = TO/RL (2.1), және

L = TO*RL (2.2).

(Мұнда RL – жүктеме кедергісі, бұл жағдайда 4 Ом).

Егер екінші жағдайдағыдай сізде үш жолақты сүзгі болса, онда екі кроссовер жиілігі және екі уақыт тұрақтысы болады.

Сіздердің ең технологияны білетіндеріңіз карталарды аздап «секіргенімді» және нақты жүктеме кедергісін (яғни динамикті) 4 Ом Ом «эквивалентімен» ауыстырғанымды байқаған боларсыз. Шындығында, әрине, баламасы жоқ. Шындығында, тіпті күштеп тежелген дауыс катушкасы, кедергі өлшегіш тұрғысынан, тізбектей қосылған белсенді және индуктивті реактивке ұқсайды. Ал катушка ұтқырлыққа ие болғанда, индуктивтілік жоғары жиілікте артады, ал бастың резонанс жиілігінің жанында оның омдық кедергісі артады, бұл он есе немесе одан да көп болады. Нағыз бастың мұндай ерекшеліктерін ескеретін бағдарламалар өте аз, мен үшеуін білемін. Бірақ біз өз алдымызға, айталық, Linearx бағдарламалық жасақтама ортасында жұмыс істеуді үйрену мақсатын қойған жоқпыз. Біздің міндетіміз әртүрлі - сүзгілердің негізгі мүмкіндіктерімен айналысу. Сондықтан біз резистивті эквивалентпен, атап айтқанда - 4 Ом номиналды мәні бар ескі стильде бастың болуын еліктейтін боламыз. Егер сіздің жағдайда жүктеме басқа кедергіге ие болса, онда пассивті сүзгі тізбегіне кіретін барлық кедергілер пропорционалды түрде өзгертілуі керек. Яғни индуктивтілік пропорционал, ал сыйымдылық жүктеме кедергісіне кері пропорционал.

(Осыны бір жобада оқып шыққан соң, бас редактор: «Сендер несі, кезекті сүзгілер – мынау Клондайк екен, әйтеуір қазып алайық» деді. Мен келісемін. Клондайк. Мен алдағы нөмірлердің бірінде біз бөлек және арнайы қазып алады.)

Ең көп қолданылатын параллельді сүзгілерді «баспалдақ» сүзгілері деп те атайды. Жалпылама сүзгі тізбегіне (20-сурет) қараған соң бұл атау қайдан шыққаны барлығына түсінікті болады деп ойлаймын.

Төртінші ретті төмен жиілікті сүзгіні алу үшін осы тізбектегі барлық көлденең «жолдарды» индуктивтіліктермен, ал барлық тіктерді сыйымдылықтармен ауыстыру қажет. Тиісінше, жоғары өткізгіш сүзгіні салу үшін, керісінше істеу керек. Төменгі ретті сүзгілер соңғысынан бастап бір немесе бірнеше элементтерді тастау арқылы алынады. Жоғары ретті сүзгілер элементтердің санын көбейту арқылы ғана ұқсас жолмен алынады. Бірақ біз сізбен келісеміз: біз үшін төртінші тәртіптен жоғары сүзгілер жоқ. Кейінірек көретініміздей, сүзгінің тіктігінің ұлғаюымен қатар, олардың кемшіліктері тереңдей түседі, сондықтан бұл реттеу бүлік шығаратын нәрсе емес. Толық болу үшін тағы бір нәрсені айту керек. Пассивті сүзгілерді құрудың балама нұсқасы бар, мұнда бірінші элемент әрқашан реактивті элемент емес, резистор болып табылады. Мұндай схемалар сүзгінің кіріс кедергісін қалыпқа келтіру қажет болғанда қолданылады (мысалы, операциялық күшейткіштер 50 Ом-нан аз жүктемені «ұнатпайды»). Бірақ біздің жағдайда қосымша резистор қуатсыз қуат жоғалту болып табылады, сондықтан «біздің» сүзгілер реактивтіліктен басталады. Әрине, сигнал деңгейін арнайы төмендету қажет болмаса.

Ең күрделі жолақты сүзгі, егер жалпыланған схемада әрбір көлденең элемент сыйымдылық пен индуктивтіліктің тізбекті қосылымымен (кез келген ретпен) ауыстырылса, және әрбір тік элемент параллель қосылғандармен ауыстырылуы керек - сонымен қатар сыйымдылық пен индуктивтілік арқылы алынады. . Мүмкін, мен соған қарамастан осындай «қорқынышты» схеманы беремін (Cурет 21).

Тағы бір кішкентай трюк бар. Егер сізге теңгерімсіз «өткізу жолағы» (өткізу жолағы сүзгісі) қажет болса, онда, айталық, жоғары жиілікті сүзгінің төртінші реті бар, ал төмен жиіліктегі сүзгінің екінші реті бар болса, онда жоғарыда келтірілген тізбектегі қосымша мәліметтер (яғни. , бір конденсаторды және бір катушканы) схеманың «құйрығымен» міндетті түрде алып тастау керек, керісінше емес. Әйтпесе, алдыңғы сүзгі кезеңдерінің жүктелу сипатын өзгертуден біршама күтпеген әсерлер аласыз.

Эллиптикалық сүзгілермен танысып үлгермедік. Ал, келесі жолы олардан бастаймыз.

«Автозвук» журналының материалдары негізінде дайындалған, мамыр 2009 ж.www.avtozvuk.com

Яғни, мүлде емес. Өйткені, пассивті сүзгілердің схемалары өте әртүрлі. Біз кірісте қалыпқа келтіретін резисторы бар сүзгілерден бірден бас тарттык, өйткені олар акустикада ешқашан қолданылмайды, егер біз басын (твитер немесе орташа диапазон) дәл 6 дБ-ге «шөгу» қажет болған жағдайларды есептемейміз. Неге алты? Өйткені мұндай сүзгілерде (оларды екі жүктелген деп те атайды) кіріс резисторының мәні жүктеме кедергісі сияқты, айталық, 4 Ом болып таңдалады, ал өткізу жолағында мұндай сүзгі 6 дБ-ге әлсірейді. Сонымен қатар, екі жүктелген сүзгілер P-типті және T-типті. P-типті сүзгіні елестету үшін жалпыланған сүзгі тізбегіндегі бірінші элементті (Z1) тастау жеткілікті (20-сурет, No5/2009). Мұндай сүзгінің бірінші элементі жерге қосылады және сүзгі тізбегінде кіріс резисторы болмаса (бір жүктелген сүзгі), онда бұл элемент фильтрлеу әсерін жасамайды, тек сигнал көзін жүктейді. (Көзді, яғни күшейткішті бірнеше жүз микрофарадтық конденсаторға қосып көріңіз, содан кейін маған жазыңыз - ол үшін қорғаныс жұмыс істеді ме, жоқ па. Қалай болғанда да, сұраныс бойынша жазыңыз, оларды қоқыспен тастамағаныңыз жөн. мекенжайлары бар осындай кеңестер беру.) Сондықтан бізде P-сүзгілері де қарастырылмаған. Жалпы алғанда, елестету оңай болғандықтан, біз пассивті сүзгілердің схемасын іске асырудың төрттен бір бөлігімен айналысамыз.

Эллиптикалық сүзгілер бір-бірінен ерекшеленеді, кем дегенде, оларда көпмүшелік теңдеудің қосымша элементі мен қосымша түбірі бар. Оның үстіне, бұл теңдеудің түбірлері күрделі жазықтықта шеңберде емес (айталық Баттерворттағыдай), эллипспен бөлінген. Бұл жерде нақтылаудың мағынасы жоқ ұғымдармен жұмыс істемеу үшін эллиптикалық сүзгілерді (басқалар сияқты) олардың қасиеттерін сипаттаған ғалымның атымен атаймыз. Сонымен…

Кауэр сүзгі схемалары

Cauer сүзгілерінің екі схемалық іске асырылуы бар - жоғары жиілікті және төмен жиілікті сүзгілер үшін (1-сурет).

Мен тақ сандармен көрсеткендер стандартты деп аталады, қалған екеуі қос деп аталады. Неліктен солай, басқаша емес? Мүмкін стандартты тізбектерде қосымша элемент сыйымдылық болып табылады, ал қос тізбектер әдеттегі сүзгіден қосымша индуктивтіліктің болуымен ерекшеленеді. Айтпақшы, осылайша алынған әрбір схема эллиптикалық сүзгі емес, егер бәрі ғылымға сәйкес жасалса, элементтер арасындағы қатынастарды қатаң сақтау керек.

Cauer фильтрінің кемшіліктері жеткілікті. Әдеттегідей, екіншіден, олар туралы оң ойланайық. Өйткені, Кауэрдің плюс бар, ол басқа жағдайларда бәрінен асып түседі. Мұндай сүзгі резонанстық тізбектің баптау жиілігінде сигналдың терең басылуын қамтамасыз етеді (1 - 4 диаграммаларында L1-C3, L2-C4, L4-C5, L6-C8). Атап айтқанда, егер бастың резонанстық жиілігіне жақын сүзуді қамтамасыз ету қажет болса, мұндай тапсырманы тек Cauer сүзгілері жеңе алады. Оларды қолмен санау өте қиын, бірақ симулятор бағдарламаларында, әдетте, бар арнайы бөлімдерпассивті сүзгілерге арналған. Рас, ол жерде жалғыз жүктелетін сүзгілер бар екені шындық емес. Дегенмен, менің ойымша, егер сіз Чебышев немесе Баттерворт сүзгі тізбегін алсаңыз және белгілі формуланы пайдаланып резонанс жиілігінен қосымша элементті есептесеңіз, үлкен зиян болмайды:

Fr \u003d 1 / (2? (LC) ^ 1/2), қайдан

C = 1/(4 ? ^2 Fр ^2 L) (3.1)

Міндетті шарт: резонанстық жиілік сүзгінің мөлдірлік диапазонынан тыс болуы керек, яғни жоғары жиіліктегі сүзгі үшін – кесу жиілігінен төмен, төмен жиіліктегі сүзгі үшін – «түпнұсқа» сүзгінің кесу жиілігінен жоғары. Практикалық тұрғыдан алғанда, осы түрдегі жоғары жиілікті сүзгілер ең үлкен қызығушылық тудырады - орташа диапазонның немесе твитердің диапазонын мүмкіндігінше төмен шектеген жөн, бірақ оның резонанстық жиілікке жақын жұмысын қоспағанда бастың. Біріктіру үшін мен сүйікті 100 Гц жиілігі үшін жоғары жиілікті сүзгі тізбегін беремін (2-сурет).

Элементтердің рейтингтері біршама жабайы болып көрінеді (әсіресе сыйымдылығы 2196 мкФ – резонанс жиілігі 48 Гц), бірақ жоғары жиіліктерге көшкен бойда рейтингтер жиіліктің квадратына кері өзгереді, яғни тез.

Сүзгі түрлері, артықшылықтары мен кемшіліктері

Жоғарыда айтылғандай, сүзгі сипаттамалары сәйкес ретті белгілі бір көпмүше (көпмүше) арқылы анықталады. Математикада көпмүшелердің арнайы категорияларының белгілі бір саны сипатталғандықтан, сүзгі түрлерінің дәл бірдей саны болуы мүмкін. Шын мәнінде, одан да көп, өйткені акустикада сүзгілердің белгілі бір санаттарына арнайы атаулар беру әдеттегідей болды. Баттерворт, Леджендре, Гаусс, Чебышев көпмүшелері болғандықтан (кеңес: Пафнутий Львовичтің атын «е» арқылы жазыңыз және айтыңыз, солай болуы керек - бұл ең оңай жолөз білімінің беріктігін көрсету), Бессель және т.б., содан кейін барлық осы атауларды алып жүретін сүзгілер бар. Сонымен қатар, Бессель көпмүшеліктері шамамен жүз жыл бойы үзіліспен зерттелді, сондықтан неміс, сәйкес сүзгілер сияқты, оларды отандасының атымен атайды, ал ағылшын Томсонды есіне алады. Арнайы мақала - Linkwitz сүзгілері. Олардың авторы (тірі және қызық) жоғары және төмен жиілікті сүзгілердің белгілі бір санатын ұсынды, олардың шығыс кернеулерінің қосындысы жиілікке біркелкі тәуелділікті береді. Мәселе мынада: егер бөлу нүктесінде әрбір сүзгінің шығыс кернеуінің төмендеуі 3 дБ болса, онда жалпы сипаттама қуат (кернеу квадраты) бойынша тікелей болады, ал кернеу бойынша 3 дБ дөңес пайда болады. түйісу нүктесінде. Linkwitz сүзгілерді -6 дБ деңгейінде сәйкестендіруді ұсынды. Атап айтқанда, екінші ретті Linkwitz сүзгілері бірдей Баттерворт сүзгілері болып табылады, тек жоғары жиілікті сүзгі үшін олардың кесу жиілігі төмен жиілікті сүзгіге қарағанда 1,414 есе жоғары. (Кроссовер жиілігі дәл арасында, яғни дәл осындай рейтингтегі Butterworth төмен жиілікті сүзгіден 1,189 есе жоғары.) Сондықтан мен реттелетін сүзгілер Linkwitz сүзгілері ретінде көрсетілген күшейткішті көргенде, мен авторлардың спецификацияның дизайны мен құрастырушылары бір-бірімен таныс емес. Дегенмен, осыдан 25-30 жыл бұрынғы оқиғаға оралайық. Ричард Смолл сонымен қатар сүзгі жасаудың жалпы жеңісіне қатысты, ол Linkwitz сүзгілерін (ыңғайлы болу үшін, басқаша емес) сериялық сүзгілермен біріктіруді ұсынды, олар да жалпақ кернеу сипаттамасын қамтамасыз етеді және барлығын бірге тұрақты кернеу дизайны деп атайды. Бұл сол кезде де, қазір де, кернеудің біркелкілігі немесе қуат сипаттамасының жақсырақ екендігі нақты анықталмаған сияқты. Авторлардың бірі тіпті аралық көпмүшелік коэффициенттерді есептеп шығарды, осылайша осы «ымыра» көпмүшеліктерге сәйкес келетін сүзгілер түйісу нүктесінде 1,5 дБ кернеу төмпешігі мен бірдей шамадағы қуаттың төмендеуін беруі керек еді. Бірі қосымша талаптарсүзгілердің конструкцияларына сәйкес, LF және HF сүзгілерінің фазалық жиілік сипаттамалары бірдей болуы немесе 180 градусқа алшақтауы керек болды - бұл буындардың біреуін қосу полярлығы кері болған кезде, бірдей фазалық сипаттама болады дегенді білдіреді қайтадан алынады. Нәтижесінде, басқа нәрселермен қатар, жолақтардың қабаттасу аймағын азайтуға болады.

Бұл ақыл-ой ойындарының барлығы көп жолақты компрессорларды, кеңейткіштерді және басқа процессорлық жүйелерді әзірлеуде өте пайдалы болуы мүмкін. Бірақ акустикада оларды қолдану, жұмсақ тілмен айтқанда, қиын. Біріншіден, қосылатын кернеулер емес, дыбыс қысымдары, олар күрделі фазалық жиілік сипаттамасы арқылы кернеуге байланысты (15-сурет, № 5/2009), сондықтан олардың фазалары ғана емес, ерікті түрде ерекшеленуі мүмкін. , бірақ фазалық тәуелділіктің тіктігі әр түрлі болуы мүмкін (егер бір типті бастарды жолақтарда өсіру сіздің ойыңызға келмесе). Екіншіден, кернеу мен қуат бастардың тиімділігі арқылы дыбыс қысымы мен акустикалық қуатпен байланысты және олар да бірдей болуы керек емес. Сондықтан, менің ойымша, сүзгілердің жолақтар бойынша конъюгациясын емес, сүзгілердің өзіндік сипаттамаларын бірінші орынға қою керек сияқты.

Сүзгілердің сапасын қандай сипаттамалар (акустикалық түрде) анықтайды? Кейбір сүзгілер мөлдірлік диапазонында біркелкі жиілік реакциясын қамтамасыз етеді, ал басқалары үшін төмендеу шектік жиілікке жеткенге дейін көп уақыт бұрын басталады, бірақ одан кейін де құлдырау еңісі баяу қажетті мәнге жетеді, басқалары үшін төбе («тіс») «) шектік жиілікке жақындаған кезде байқалады, одан кейін күрт төмендеу «номиналдыдан» сәл жоғары тіктіктен басталады. Осы позициялардан сүзгілердің сапасы «жиілік реакциясының біркелкілігімен» және «таңдағыштығымен» сипатталады. Бұл тәртіптегі сүзгі үшін фазалар айырмашылығы бекітілген (бұл соңғы шығарылымда талқыланды), бірақ фазаның өзгеруі топтық кідірістің айтарлықтай ұлғаюымен бірге бірте-бірте немесе жылдам болуы мүмкін. Бұл сүзгі қасиеті фазалық тегістікпен сипатталады. Ал, өтпелі процестің сапасы, яғни қадамдық әрекетке реакциясы (Step Response). Төмен жиілікті сүзгі деңгейден деңгейге өтуді өңдейді (бірақ кідіріспен), бірақ өту процесі асып кету және тербеліс процесімен бірге жүруі мүмкін. Жоғары жиілікті сүзгінің көмегімен қадамдық жауап әрқашан нөлдік тұрақты токқа қайтарылатын күрт шың (кідіріссіз) болып табылады, бірақ айналу және одан кейінгі тербеліс бірдей төмен жиілікті сүзгіде көретін нәрсеге ұқсас. түрі.

Менің ойымша (менің пікірім дау тудырмауы мүмкін, дауласқысы келетіндер хат алмасуға болады, тіпті сұраныс бойынша емес), акустикалық мақсаттар үшін сүзгілердің үш түрі жеткілікті: Баттерворт, Бессель және Чебышев, әсіресе соңғы түрі шын мәнінде. «тістердің» әртүрлі шамалары бар сүзгілердің тұтас тобын біріктіреді. Мөлдірлік диапазонындағы жиілік реакциясының тегістігі тұрғысынан Баттерворт сүзгілері бәсекелестіктен тыс - олардың жиілік реакциясы ең үлкен тегістік сипаттамасы деп аталады. Ал содан кейін Бессель – Баттерворт – Чебышев қатарын алатын болсақ, онда бұл қатарда фазаның тегістігі мен ауысу процесінің сапасының бір мезгілде төмендеуімен селективтіліктің жоғарылауы байқалады (3, 4-сурет).

Бессельдің жиілік реакциясы ең тегіс, ал Чебышевтікі ең «шешуші» екені анық көрінеді. Бессель сүзгісінің фазалық жиілік сипаттамасы да ең тегіс, ал Чебышев сүзгісі ең «бұрышты» болып табылады. Жалпылық үшін мен схемасы сәл жоғарырақ көрсетілген Cauer сүзгісінің сипаттамаларын да беремін (5-сурет).

Резонанстық нүктеде (уәде етілгендей 48 Гц) фазаның 180 градусқа қалай секіретініне назар аударыңыз. Әрине, бұл жиілікте сигналды басу ең жоғары болуы керек. Бірақ кез келген жағдайда «фазалық тегістік» және «Кауэр сүзгісі» ұғымдары ешқандай жолмен біріктірілмейді.

Енді сүзгілердің төрт түрінің өтпелі реакциясы қандай болатынын көрейік (барлығы 100 Гц кесу жиілігі үшін төмен жиілікті сүзгілер) (6-сурет).

Бессель сүзгісі, барлық басқалар сияқты, үшінші ретке ие, бірақ оның іс жүзінде ешқандай шегі жоқ. Чебышев пен Кауэрде ең көп шығарындылар бар, ал соңғысының тербелмелі процесі ұзағырақ. Шеткі шама сүзгі реті артқан сайын артады және сәйкесінше азайған сайын азаяды. Түсіндіру үшін мен Баттерворт пен Чебышев екінші ретті сүзгілерінің өтпелі жауаптарын беремін (Бессельде проблемалар жоқ) (7-сурет).

Сонымен қатар, мен Баттерворт сүзгісінің тәртібіне аударым шамасының тәуелділігінің пластинасын кездестірдім, оны мен де әкелуді ұйғардым (1 қойынды).

Бұл төртіншіден жоғары, ал Чебышевтік - үшіншіден жоғары, сонымен қатар Кауэр сүзгілерінен жоғары дәрежелі Баттерворт сүзгілерінен бас тартудың бір себебі. Соңғысының айрықша ерекшелігі оның элемент параметрлерінің таралуына өте жоғары сезімталдығы болып табылады. Менің тәжірибемде егжей-тегжейлерді сәйкестендірудің пайыздық дәлдігін 5/n ретінде анықтауға болады, мұндағы n - сүзгі реті. Яғни, төртінші ретті сүзгімен жұмыс істегенде, бөлшектердің номиналы 1% дәлдікпен таңдалуы керек екеніне дайын болуыңыз керек (Кауэр үшін - 0,25%!).

Ал енді бөлшектерді таңдауға көшудің уақыты келді. Электролиттерден, әрине, олардың тұрақсыздығына байланысты аулақ болу керек, дегенмен сыйымдылық саны жүздеген микрофарад болса, басқа таңдау жоқ. Сыйымдылықтарды, әрине, бірнеше конденсаторлардан таңдауға және тартуға тура келеді. Қаласаңыз, ағуы төмен, қорғасынға төзімділігі төмен және нақты сыйымдылығы +20/-0% -дан кем емес электролиттерді таба аласыз. Катушкалар, әрине, жақсырақ «жүрексіз», егер өзегі жоқ жол болмаса, мен ферриттерді жақсы көремін.

Номиналды таңдау үшін келесі кестені пайдалануды ұсынамын. Барлық сүзгілер 100 Гц (-3дБ) үзіліс және 4 Ом жүктеме көрсеткіштері үшін есептелген. Жобаңыздың номиналдарын алу үшін қарапайым формулалар арқылы элементтердің әрқайсысын қайта есептеу керек:

A = Zs 100/(4*Fc) (3.2),

мұндағы At – кестенің сәйкес мәні, Zs – драйвердің номиналды кедергісі, ал Fc – әдеттегідей, есептелген кесу жиілігі. Назар аударыңыз: индуктивтілік көрсеткіштері миллиенриде (генри емес), сыйымдылық көрсеткіштері микрофарадтарда (фарад емес) берілген. Ғылыми бейнелеу аз, ыңғайлылық көп (2-қойынды).

Біздің алдымызда тағы бір қызықты тақырып бар - пассивті сүзгілердегі жиілікті түзету, бірақ біз оны келесі сабақта қарастырамыз.

Серияның соңғы тарауында біз алдымен пассивті сүзгі схемаларымен таныстық. Рас, шынымен емес.

Үшінші ретті Чебышев жиілігі

Үшінші ретті Баттерворт жиілік реакциясы

Үшінші ретті Бессель жиілік реакциясы

Үшінші ретті Бессель ПФК

Үшінші ретті PFC Баттерворт

Үшінші ретті Чебышев ПФК

Үшінші ретті Кауэр сүзгісінің жиілік реакциясы

Үшінші ретті Кауэр сүзгісінің PFC

Бессель қадамының жауабы

Кауер қадамының жауабы

Чебышев өтпелі реакциясы

Баттерворт өтпелі реакциясы

«Автозвук» журналының материалдары негізінде дайындалған, шілде 2009 жwww.avtozvuk.com

Пассивті сүзгілерді құрайтын құрылғылар мен схемаларды (әрине, егер олар тиісті деңгейдегі сүзгілер болса) үш топқа бөлуге болады: аттенюаторлар, жиілікті түзету құрылғылары және ағылшын тілінде сөйлейтін азаматтар әртүрлі, қарапайым сөзбен айтқанда, «әртүрлі» деп атайтын құрылғылар. .

Аттенюаторлар

Басында бұл таңқаларлық болып көрінуі мүмкін, бірақ аттенюатор көпжолақты акустиканың таптырмас атрибуты болып табылады, өйткені әртүрлі жолақтарға арналған бастар әрқашан бірдей сезімталдыққа ие бола бермейді, бірақ болмауы керек. Әйтпесе, жиілікті түзету үшін маневр еркіндігі нөлге дейін азаяды. Факті мынада, пассивті түзету жүйесінде шөгуді түзету үшін басты жолақтағы басын «қоршау» және шөгу болған жерді «босату» керек. Сонымен қатар, тұрғын аудандарда твиттерге ортаңғы немесе орта диапазонды және аздап дыбыс деңгейінде бассты «қайта ойнатқаны» жөн. Сонымен қатар, басс динамикті «ренжіту» кез келген мағынада қымбатқа түседі - қуатты резисторлардың тұтас тобы қажет, ал күшейткіш энергиясының әділ бөлігі аталған топты жылытуға жұмсалады. Тәжірибеде орта диапазонның қайтарылуы бассқа қарағанда бірнеше (2 - 5) децибелге жоғары болса, ал твиттер орта диапазон басынан сонша жоғары болғанда оңтайлы болып саналады. Сондықтан сіз аттенюаторларсыз жасай алмайсыз.

Өздеріңіз білетіндей, электротехника децибелмен емес, күрделі шамалармен жұмыс істейді, сондықтан біз оларды бүгін ішінара ғана қолданамыз. Сондықтан сізге ыңғайлы болу үшін мен әлсіреу индексін (дБ) құрылғының өткізгіштігіне түрлендіруге арналған кестені ұсынамын.

Сонымен, басын 4 дБ-ге «қалпына келтіру» қажет болса, N аттенюатордың өткізгіштігі 0,631-ге тең болуы керек. Ең қарапайым опция - сериялық аттенюатор - аты айтып тұрғандай, ол жүктемемен қатар орнатылады. Егер ZL мүдделі аймақтағы бастың орташа кедергісі болса, онда RS сериялық аттенюатордың мәні мына түрде беріледі:

RS = ZL * (1 - N)/N (4.1)

ZL ретінде сіз «номиналды» 4 Ом қабылдай аласыз. Егер біз адал ниетпен бастың алдына сериялы аттенюаторды қойсақ (қытайлықтар мұны істеуге бейім), онда сүзгіге арналған жүктеме кедергісі артады, ал төмен өтуді кесу жиілігі артады, және жоғары өткізгіш сүзгі азаяды. Бірақ бұл бәрі емес.

Мысалы, 4 Ом жұмыс істейтін 3 дБ аттенюаторды алайық. (4.1) формула бойынша резистордың мәні 1,66 Ом-ға тең болады. Суретте. 1 және 2 - 100 Гц жоғары жиілікті сүзгіні, сондай-ақ 4000 Гц төмен жиілікті сүзгіні пайдаланған кезде алатын нәрсе.

Суреттегі көк қисықтар. 1 және 2 - аттенюаторсыз жиілік сипаттамалары, қызыл - сәйкес сүзгіден кейін жалғанған сериялық әлсіреткішпен жиілік сипаттамасы. Жасыл қисық сүзгі алдында аттенюаторды қосуға сәйкес келеді. Жалғыз жанама әсер - сәйкесінше жоғары жиілікті сүзгі мен төмен жиілікті сүзгі үшін минус және плюс 10 - 15% жиілік ығысуы. Сондықтан көп жағдайда сериялық аттенюаторды сүзгіден бұрын қою керек.

Аттенюатор қосылған кезде кесу жиілігінің ауытқуын болдырмау үшін біз L-тәрізді аттенюаторлар деп атайтын құрылғылар ойлап табылды, ал қалған әлемде әліпбиде күнделікті өмірде қажет сиқырлы «G» әрпі жоқ. өмір, олар L-Pad деп аталады. Мұндай аттенюатор екі резистордан тұрады, олардың біреуі RS жүктемемен тізбектей жалғанған, екіншісі Rp параллель қосылған. Олар келесідей есептеледі:

RS = ZL * (1 - N), (4.2)

Rp = ZL * N/(1 - N) (4.3)

Мысалы, бірдей 3 дБ әлсіреуді алыңыз. Резистор мәндері диаграммада көрсетілгендей болды (ZL қайтадан 4 Ом).

Күріш. 3. L-тәрізді аттенюатордың схемасы

Мұнда аттенюатор 4 кГц жоғары жиіліктегі сүзгімен бірге көрсетілген. (Дәйектілік үшін бүгінгі күні барлық сүзгілер Баттерворт түріне жатады.) Суретте. 4 әдеттегі сипаттамалар жинағын көресіз. Көк қисық аттенюаторсыз, қызыл - сүзгіден бұрын, ал жасыл - сүзгіден кейінгі аттенюатормен.

Көріп отырғаныңыздай, қызыл қисық төменірек сапа коэффициентіне ие және кесу жиілігі төмен ығысады (төмен жиілікті сүзгі үшін ол дәл сол 10% жоғары жылжиды). Сондықтан ақылды болудың қажеті жоқ - алдыңғы суретте көрсетілгендей, тікелей бастың алдында L-Pad-ты қосқан дұрыс. Дегенмен, белгілі бір жағдайларда ауыстыруды қолдануға болады - номиналдарды өзгертпестен, жолақтардың бөліну аймағын түзетіңіз. Бірақ бұл қазірдің өзінде пилотаж ... Ал енді «басқаға» көшейік.

Басқа жалпы схемалар

Біздің кроссоверлерде кездесетін бас кедергісін түзету тізбегінің ең көп тараған түрі, әдетте, белгілі сүзгі сипаттамасын зерттеушіден кейін Zobel тізбегі деп аталады. Бұл жүктемеге параллель қосылған тізбекті RC тізбегі. Классикалық формулалар бойынша

C = Le/R 2 e (4.5), мұндағы

Le = [(Z 2 L - R 2 e)/2?pFo] 1/2 (4.6).

Мұнда ZL – қызығушылықтың Fo жиілігіндегі жүктеме кедергісі. Әдетте, ZL параметрі үшін, әрі қарай созбай, бастың номиналды кедергісін таңдаңыз, біздің жағдайда 4 Ом. Мен келесі формуланы іздеу үшін R мәнін ұсынамын:

R = k * Re (4.4a).

Мұнда k \u003d 1,2 - 1,3 коэффициенті, бәрібір, резисторларды дәлірек таңдау мүмкін емес.

Суретте. 5 төрт жиілік реакциясын көре аласыз. Көк түс - 4 Ом резисторы бар Баттерворт сүзгісінің әдеттегі сипаттамасы. Қызыл қисық - мұндай сипаттама дауыс катушкасы 3,3 Ом резистордың және 0,25 мГ индуктивтіліктің тізбекті қосылымы ретінде ұсынылса (мұндай параметрлер салыстырмалы түрде жеңіл ортаңғы басс үшін тән) алынады. Олар айтқандай, айырмашылықты сезініңіз. Қара түс, егер әзірлеуші ​​​​тіршілігін жеңілдетпесе, сүзгінің жиілік реакциясы қалай көрінетінін көрсетеді және сүзгі параметрлері катушканың жалпы кедергісі негізінде - көрсетілген катушка параметрлерімен, 4.4 - 4.6 формулаларымен анықталады, жалпы кедергі 7,10 Ом (4 кГц) болады. Соңында жасыл қисық Zobel тізбегі арқылы алынған жиілік реакциясы болып табылады, оның элементтері (4.4a) және (4.5) формулаларымен анықталады. Жасыл және көк қисықтардың дивергенциясы кесу жиілігінің 0,4 - 0,5 жиілік диапазонында 0,6 дБ аспайды (біздің мысалда ол 4 кГц). Суретте. 6 сіз «Zobel» бар сәйкес сүзгінің диаграммасын көресіз.

Айтпақшы, кроссоверде номиналды мәні 3,9 Ом (жиі 3,6 немесе 4,2 Ом) резисторды тапқанда, қатенің минималды ықтималдығымен Zobel тізбегі сүзгі тізбегіне қатысады деп айтуға болады. Бірақ сүзгі тізбегінде «қосымша» элементтің пайда болуына әкелетін басқа схема шешімдері бар.

Әрине, мен сүзгінің жерге тұйықтау тізбегінде қосымша резистордың болуымен ерекшеленетін «біртүрлі» сүзгілерді (Strange Filters) айтып отырмын. 4 кГц жиілікте бұрыннан белгілі төмен жиілікті сүзгіні осы пішінде көрсетуге болады (7-сурет).

Резистор R1 номиналды мәні 0,01 Ом конденсатор өткізгіштері мен қосылатын жолдардың кедергісі ретінде қарастырылуы мүмкін. Бірақ егер резистордың мәні маңызды болса (яғни, жүктеменің мәнімен салыстырылатын болса), сіз «біртүрлі» сүзгіні аласыз. Біз R1 резисторын 1 Ом қадамымен 0,01-ден 4,01 Ом-ға дейінгі диапазонда өзгертеміз. Жиілік реакцияларының нәтижелі тобын суретте көруге болады. сегіз.

Жоғарғы қисық (иілу нүктесіне жақын) әдеттегі Баттерворт сипаттамасы болып табылады. Резистордың мәні артқан сайын сүзгінің кесу жиілігі төмендейді (R1 = 4 Ом кезінде 3 кГц-ке дейін). Бірақ айналу көлбеуі көп өзгермейді, кем дегенде -15 дБ диапазонында - және дәл осы аймақ практикалық маңызды болып табылады. Осы деңгейден төмен иілу еңісі 6 дБ/окт болады, бірақ бұл соншалықты маңызды емес. (Графиктің тік шкаласы өзгертілгеніне назар аударыңыз, сондықтан айналу тікірек болып көрінеді.) Енді резистордың мәніне байланысты фазалық реакцияның қалай өзгеретінін көрейік (9-сурет).

PFC графигінің әрекеті 6 кГц-тен (яғни, 1,5 кесу жиіліктерінен) бастап өзгереді. «Біртүрлі» сүзгіні қолдану арқылы көрші бастардың сәулеленуінің өзара фазасын жалпы жиілік реакциясының қажетті пішініне қол жеткізу үшін тегіс реттеуге болады.

Енді жанр заңдылығына сәйкес келесі жолы бұдан да қызық болады деп уәде беріп, сөзді бөлеміз.

Күріш. 1. Сериялық аттенюатордың жиілікке жауап беруі (HPF)

Күріш. 2. LPF үшін де солай

Күріш. 4. L-тәрізді аттенюатордың жиілік сипаттамалары

Күріш. 5. Зобель сұлбасы бар сүзгінің жиілік сипаттамалары

Күріш. 6. Зобель сұлбасы бар сүзгінің диаграммасы

Күріш. 7. «Біртүрлі» сүзгінің схемасы

Күріш. 8. «Біртүрлі» сүзгінің амплитудалық-жиілік сипаттамалары

Күріш. 9. «Біртүрлі» сүзгінің фазалық сипаттамалары

«Автозвук» журналының материалдары негізінде дайындалған, тамыз 2009 жwww.avtozvuk.com

Уәде етілгендей, бүгін біз жиілікті түзету схемаларымен айналысамыз.

Мен өз жазбаларымда белсенді сүзгілер жасай алмайтын көп нәрсені пассивті сүзгілер жасай алатынын бірнеше рет дәлелдедім. Ол өзінің кінәсіздігін дәлелдемей, ешнәрсе түсіндірместен таңдай қақтырды. Бірақ шын мәнінде, белсенді сүзгілер не істей алмайды? Олардың негізгі міндеті - «артықты кесу» - олар сәтті шешеді. Әмбебаптығына байланысты белсенді сүзгілер, әдетте, Баттерворт сипаттамаларына ие болса да (егер олар мүлде дұрыс жасалса), Баттерворт сүзгілері, сіз түсінген боларсыз, көп жағдайда пішін арасындағы ең жақсы ымыраға ие болады деп үміттенемін. амплитудалық және фазалық сипаттамалар. , сонымен қатар ауысу процесінің сапасы. Ал жиілікті тегіс реттеу мүмкіндігі әдетте тым көп нәрсені өтейді. Деңгейдің сәйкестігі бойынша белсенді жүйелер, әрине, кез келген аттенюаторлардан асып түседі. Белсенді сүзгілер жоғалтатын бір ғана мақала бар - жиілікті түзету.

Кейбір жағдайларда параметрлік эквалайзер пайдалы болуы мүмкін. Бірақ аналогтық эквалайзерлерде жиі жиілік диапазоны немесе Q-баптау шектеулері немесе екеуі де болмайды. Көпжолақты параметриктер, әдетте, екеуінде де маржа бар, бірақ олар жолға шуды қосады. Сонымен қатар, бұл ойыншықтар қымбат және біздің салада сирек кездеседі. Сандық параметрлік эквалайзерлер 1/12 октавалық орталық жиілік қадамы болса, өте қолайлы, бізде де жоқ сияқты. 1/6 октава қадамдары бар параметрлер ішінара қолайлы және оларда қолжетімді Q мәндерінің жеткілікті кең ауқымы болған жағдайда. Сонымен, тек пассивті түзету құрылғылары қойылған міндеттерге барынша сәйкес келетіні белгілі болды. Айтпақшы, жоғары сапалы студиялық мониторлар жиі жасайды: белсенді сүзгілеу және пассивті эквалайзерлер бар би-амп/үш ампинг.

Үштік түзету

Жоғары жиіліктерде, әдетте, жиілік реакциясының жоғарылауы қажет, ол өздігінен және ешқандай түзетушісіз төмендейді. Параллель жалғанған конденсатор мен резистордан тұратын тізбекті мүйіз тізбегі деп те атайды (өйткені мүйізді сәуле шығарғыштарда онсыз жасау өте сирек кездеседі), ал қазіргі (біздің емес) әдебиетте оны жиі жай тізбек деп атайды. (контур). Әрине, в пассивті жүйекейбір аймақта жиіліктік реакцияны көтеру үшін алдымен оны барлық басқаларына төмендету керек. Резистордың мәні соңғы серияда берілген сериялық аттенюатордың әдеттегі формуласына сәйкес таңдалады. Ыңғайлы болу үшін мен оны тағы да келтіремін:

RS = ZL (1 - N)/N (4,1)

Мұнда, әдеттегідей, N - аттенюатордың өткізгіштігі, ZL - жүктеме кедергісі.

Мен конденсатордың мәнін формула бойынша таңдаймын:

C = 1/(2 × F05 RS), (5.1)

мұндағы F05 – әлсіреткіш әрекетін «жартысына азайту» қажет болатын жиілік.

Ешкім сізге жиілік реакциясында «қанықтыруды» болдырмау үшін бірнеше «ілмекті» серияға қосуға тыйым салмайды (1-сурет).

Мысалы, мен дәл сол екінші ретті Butterworth RF сүзгісін алдым, ол үшін соңғы тарауда 3 дБ әлсіреу үшін резистордың мәнін Rs = 1,65 Ом анықтадық (2-сурет).

Мұндай қос тізбек жиілік реакциясының (20 кГц) «құйрығын» 2 дБ-ге көтеруге мүмкіндік береді.

Элементтер санын көбейту жүктеме кедергі сипаттамасының белгісіздігіне және элементтердің рейтингтерінің өзгеруіне байланысты қателерді көбейтетінін еске түсіру пайдалы болуы мүмкін. Сондықтан мен сізге үш немесе одан да көп сатылы тізбектермен айналысуға кеңес бермеймін.

Жиілік реакциясындағы ең жоғары басқыш

Шетел әдебиетінде бұл түзету тізбегі пик тығындық желі немесе жай ғана тығындық желі деп аталады. Ол қазірдің өзінде үш элементтен тұрады - конденсатор, катушкалар және параллель қосылған резистор. Күрделілігі аз сияқты, бірақ мұндай схеманың параметрлерін есептеуге арналған формулалар айтарлықтай қиынырақ.

Rs мәні сериялық аттенюатор үшін бірдей формуламен анықталады, онда біз бұл жолы белгілердің бірін өзгертеміз:

RS = ZL (1 - N0)/N0 (5.2).

Мұндағы N0 – шыңның орталық жиілігіндегі тізбектің күшейту коэффициенті. Айталық, егер шыңның биіктігі 4 дБ болса, онда күшейту 0,631 (соңғы тараудағы кестені қараңыз). F0 резонанстық жиіліктегі катушкалар мен конденсатордың реактивтілігінің мәнін Y0 деп белгілейміз, яғни біз басу қажет динамиктің жиілік реакциясындағы шыңның центрі түсетін жиілікте. Егер Y0 бізге белгілі болса, онда сыйымдылық пен индуктивтіліктің мәндері белгілі формулалармен анықталады:

C = 1/(2 ? F0 x Y0) (5.3)

L = Y0 /(2 ? F0) (5.4).

Енді біз FL және FH тағы екі жиілікті көрсетуіміз керек - орталық жиіліктің астында және үстінде, мұнда күшейту N мәні бар. N > N0, айталық, егер N0 0,631 ретінде орнатылған болса, N параметрі 0,75-ке тең болуы мүмкін немесе 0,8 . N ерекше мәні белгілі бір динамиктің жиілік реакциясының графигінен анықталады. Тағы бір нәзіктік FH және FL мәндерін таңдауға қатысты. Теориялық түзету тізбегі жиілік реакциясының симметриялы пішініне ие болғандықтан, таңдалған мәндер шартты қанағаттандыруы керек:

(FH x FL)1/2 = F0 (5,5).

Енді бізде Y0 параметрін анықтау үшін барлық деректер бар.

Y0 = (FH - FL)/F0 шаршы (1/(N2/(1 - N)2/ZL2 - 1/R2)) (5.6).

Формула қорқынышты көрінеді, бірақ мен сізге ескерттім. Біз бұдан былай күрделі өрнектерді кездестірмейтініміз туралы ақпарат сізді жігерлендірсін. Радикалдың алдындағы фактор түзеткіш құрылғының салыстырмалы өткізу қабілеттілігі, яғни сапа факторына кері пропорционал мән. Сапа коэффициенті неғұрлым жоғары болса, соғұрлым (бірдей орталық жиілікте F0) индуктивтілік аз болады, ал сыйымдылық үлкен болады. Демек, шыңдардың жоғары сапалы факторымен қосарланған «бұтыру» пайда болады: орталық жиіліктің жоғарылауымен индуктивтілік тым аз болады және оны тиісті төзімділікпен (± 5%) жасау қиын болуы мүмкін; жиілік азайған сайын қажетті сыйымдылық конденсаторлардың белгілі бір санын «параллельдеу» қажет болатын мәндерге дейін артады.

Мысал ретінде осындай параметрлері бар корректор тізбегін есептейік. F0 = 1000 Гц, FH = 1100 Гц, FL = 910 Гц, N0 = 0,631, N = 0,794. Міне, не болады (Cурет 3).

Міне, біздің тізбектің жиілік реакциясы қалай болады (4-сурет). Таза резистивті сипаттағы жүктемемен (көк қисық) біз күткен нәрсені аламыз. Бас индуктивтілігі (қызыл қисық) болған кезде түзету жиілік реакциясы теңгерімсіз болады.

Мұндай корректордың сипаттамалары оның жоғары жиіліктегі сүзгіден немесе төмен жиіліктегі сүзгіден бұрын немесе кейін орналастырылғанына көп байланысты емес. Келесі екі графикте (5 және 6-сурет) қызыл қисық сәйкес сүзгіден бұрын түзеткіштің қосылуына, көк қисық оның сүзгіден кейінгі қосылуына сәйкес келеді.

Жиілік реакциясының төмендеуін өтеу схемасы

Жоғары жиілікті түзету тізбегі туралы айтылғандар құлдырауды компенсациялау тізбегіне де қатысты: кейбір аймақта жиіліктік реакцияны көтеру үшін алдымен оны барлық басқаларында төмендету керек. Тізбек Rs, L және C бірдей үш элементтен тұрады, жалғыз айырмашылығы - реактивті элементтер тізбектей жалғанған. Резонанстық жиілікте олар резисторды шунттайды, ол резонанстық аймақтан тыс сериялық аттенюатор ретінде әрекет етеді.

Элементтердің параметрлерін анықтау тәсілі шыңды басатын жағдайдағыдай дәл солай. Біз F0 орталық жиілігін, сондай-ақ N0 және N өткізгіштіктерін білуіміз керек. Бұл жағдайда N0 түзету аймағынан тыс тізбектің өткізгіштігінің мағынасына ие (N0, N сияқты, біреуден аз). N - FH және FL жиіліктеріне сәйкес жиілік жауап беру нүктелеріндегі өткізгіштік. FH, FL жиілік мәндері бірдей шартқа сай болуы керек, яғни бастың нақты жиілік реакциясында асимметриялық құлдырауды көрсеңіз, шарт (5.5) болатындай осы жиіліктер үшін компромисстік мәндерді таңдау керек. шамамен байқалады. Айтпақшы, бұл еш жерде анық айтылмаса да, N деңгейін оның децибел мәні N0 деңгейінің жартысына сәйкес келетіндей етіп таңдау өте тиімді. Алдыңғы бөлімнің мысалында дәл осылай істедік, N0 және N -4 және -2 дБ деңгейлеріне сәйкес келді.

Резистордың мәні сол формула бойынша анықталады (5.2). С сыйымдылық пен L индуктивтіліктің мәндері F0 резонанс жиілігіндегі Y0 реактивті кедергіге (5.3), (5.4) бірдей тәуелділіктермен байланысты болады. Тек Y0 есептеу формуласы сәл өзгеше болады:

Y0 = F0/(FH-FL) sqr (1/(N2/(1 - N)2/ZL2 - 1/R2)) (5.7).

Уәде етілгендей, бұл формула теңдіктен (5.6) ауыр емес. Сонымен қатар, (5.7) (5.6)-дан түбірге арналған өрнектің алдындағы көбейткіштің кері болуымен ерекшеленеді. Яғни, түзету тізбегінің сипаттамасының сапа коэффициентінің жоғарылауымен Y0 өседі, яғни қажетті индуктивтіліктің L мәні артады және С сыйымдылығының мәні төмендейді.Осыған байланысты бір ғана мәселе бар: жеткілікті төмен орталық жиілікте F0, қажетті индуктивтілік мәні өзектері бар катушкаларды қолдануға мәжбүр етеді және өз проблемалары бар, оларға тоқталу, мүмкін, мағынасы жоқ.

Мысалы, біз шың басу тізбегіндегідей параметрлері бар схеманы аламыз. Атап айтқанда: F0 = 1000 Гц, FH = 1100 Гц, FL = 910 Гц, N0 = 0,631, N = 0,794. Номиналдар диаграммада көрсетілгендей алынады (7-сурет).

Мұндағы катушкалар индуктивтілігі ең жоғары басу тізбегіне қарағанда шамамен жиырма есе көп, ал сыйымдылық бірдей мөлшерде аз екенін ескеріңіз. Біз есептеген тізбектің AFC (8-сурет).

Жүктеме индуктивтілігі (0,25 мГн) болған кезде сериялық аттенюатордың (резистор Rs) ПӘК жиіліктің жоғарылауымен төмендейді (қызыл қисық), ал жоғары жиілікте көтерілу пайда болады.

Шөгуді өтеу тізбегін сүзгінің екі жағына орнатуға болады (Cурет 9 және 10). Бірақ компенсатор жоғары немесе төмен жиіліктегі сүзгіден кейін орнатылғанда (9 және 10-суреттердегі көк қисық) сүзгінің сапа факторы артып, кесу жиілігі арта түсетінін есте ұстауымыз керек. Сонымен, жоғары жиілікті сүзгі жағдайында кесу жиілігі 4-тен 5 кГц-ке дейін жылжыды, ал төменгі жиілікті сүзгінің кесу жиілігі 250-ден 185 Гц-ке дейін төмендеді.

Бұл жағдайда пассивті сүзгілерге арналған сериялар аяқталды деп есептеледі. Әрине, көптеген сұрақтар біздің зерттеуімізден тыс қалды, бірақ, түптеп келгенде, бізде ғылыми журнал емес, жалпы техникалық журнал бар. Менің жеке пікірімше, серияда берілген ақпарат көптеген практикалық мәселелерді шешуге жеткілікті болады. Қосымша ақпарат алғысы келетіндер үшін келесі ресурстар пайдалы болуы мүмкін. Бірінші: http://www.educypedia.be/electronics/electronicaopening.htm. Бұл білім беру сайты, ол басқа сайттарға арналған нақты мәселелер. Атап айтқанда, сүзгілер туралы көптеген пайдалы ақпаратты (белсенді және пассивті, есептеу бағдарламалары бар) мына жерден табуға болады: http://sim.okawa-denshi.jp/en/. Жалпы алғанда, бұл ресурс инженерлік қызметпен айналысуға шешім қабылдағандар үшін пайдалы болады. Олар қазір дейді...

Күріш. 1. Қос РЖ тізбегінің диаграммасы

Күріш. 2. Қос түзеткіш контурдың жиілік сипаттамасы

Күріш. 3. Пик супрессорының схемасы

Күріш. 4. Пикті басу тізбегінің жиілік сипаттамалары

Күріш. 5. Жоғары жиілікті фильтрмен бірге корректордың жиілік сипаттамалары

Күріш. 6. Төмен жиіліктегі сүзгімен бірге корректордың жиілік сипаттамалары

Күріш. 7. Шөгуді компенсациялау тізбегі

Күріш. 8. Шөгуді компенсациялау тізбегінің жиілік сипаттамалары

Күріш. 9. Жоғары жиілікті сүзгімен бірге тізбектің жиілік сипаттамалары

Күріш. 10. Төмен жиіліктегі сүзгімен бірге тізбектің жиілік сипаттамасы

«Автозвук» журналының материалдары негізінде дайындалған, қазан 2009 жwww.avtozvuk.com

Бұл мақалада біз жоғары және төмен өту сүзгісі, сондай-ақ олардың сорттары туралы айтатын боламыз.

Жоғары және төмен өту сүзгілері- бұл сызықты емес жиілік реакциясы бар элементтерден тұратын электр тізбектері - әртүрлі жиіліктерде әртүрлі кедергісі бар.

Жиілік сүзгілерін жоғары (жоғары) өту сүзгілері және төмен (төмен) өту сүзгілері деп бөлуге болады. Неліктен олар «жоғары» жиіліктердің орнына «жоғарғы» жиіліктерді жиі айтады? Өйткені дыбыс инженериясында төменгі жиіліктер 2 килогерцте аяқталып, жоғары жиіліктер басталады. Ал радиотехникада 2 килогерц басқа категория – дыбыс жиілігі, яғни «төмен жиілік» дегенді білдіреді! Дыбыс техникасында тағы бір түсінік бар – орташа жиіліктер. Сонымен, орташа жиілікті сүзгілер, әдетте, екі төмен және жоғары жиілікті сүзгілердің тіркесімі немесе жолақты сүзгілердің басқа түрі.

Тағы бір рет қайталайық:

Төмен және жоғары жиіліктердің сүзгілерін, тек сүзгілерді ғана емес, сонымен қатар радио тізбектерінің кез келген элементтерін сипаттау үшін тұжырымдама бар - жиілік реакциясы, немесе жиілік реакциясы

Жиілік сүзгілері индикаторлармен сипатталады

Кесу жиілігісүзгі шығысының кірістің 0,7-ге дейін төмендеуі жиілігі.

Көлбеу сүзгікіріс сигнал жиілігінің өзгеруімен сүзгінің шығыс сигналының амплитудасының қаншалықты күрт төмендейтінін көрсететін сүзгінің сипаттамасы болып табылады. Ең дұрысы, жиілік реакциясының максималды (тік) төмендеуіне ұмтылу керек.

Жиілік сүзгілері реактивтілігі бар элементтерден – конденсаторлар мен индукторлардан жасалған. Сүзгі конденсаторларында қолданылатын реакциялар ( X C ) және индукторлар ( X Л ) келесі формулалар бойынша жиілікке байланысты:

Арнайы жабдықты (генераторлар, спектр анализаторлары және басқа құрылғылар) пайдалана отырып, үйде эксперименттер жүргізу алдында сүзгілерді есептеу бағдарламада оңайырақ. Microsoft Excel, ең қарапайым автоматты есептеу тақтасын жасау арқылы (сіз Excel-де формулалармен жұмыс істей білуіңіз керек). Мен кез келген тізбектерді есептеу үшін осы әдісті қолданамын. Алдымен мен пластинаны жасаймын, деректерді ауыстырамын, есептеуді аламын, оны жиілік реакциясының графигі түрінде қағазға өткіземін, параметрлерді өзгертемін және қайтадан жиілікке жауап беру нүктелерін саламын. Осылайша, «өлшеу құралдарының зертханасын» орналастырудың қажеті жоқ, жиілік реакциясын есептеу және сызу жылдам орындалады.

Ереже орындалған кезде сүзгіні есептеу дұрыс болатынын қосу керек:

Сүзгінің дәлдігін қамтамасыз ету үшін сүзгі элементтерінің кедергісінің мәні сүзгі шығысына қосылған жүктеме кедергісінен шамамен екі рет (100 есе) аз болуы қажет. Бұл айырмашылық азайған сайын сүзгінің сапасы нашарлайды. Бұл жүктеме кедергісі жиілік сүзгісінің сапасына әсер ететіндігіне байланысты. Егер сізге жоғары дәлдік қажет болмаса, онда бұл айырмашылықты 10 есеге дейін азайтуға болады.

Жиілік сүзгілері:

1. Бір элемент (конденсатор – жоғары жиілікті сүзгі ретінде, немесе индуктор – төмен жиілікті сүзгі ретінде);

2. L-тәрізді – сәйкес сыртқы түрібасқа жаққа қарап, G әрпіне ұқсайды;

3. Т-тәрізді - сыртқы түрі Т әрпіне ұқсайды;

4. U-тәрізді - сыртқы түрі Р әрпіне ұқсайды;

5. Multilink – тізбектей жалғанған бірдей L-тәрізді сүзгілер.

Бір элементті жоғары және төмен өту сүзгілері

Әдетте, бір элементті жоғары және төмен өту сүзгілері тікелей қолданылады акустикалық жүйелердыбыстық «бағандардың» дыбысын жақсарту үшін қуатты дыбыс жиілігін күшейткіштер.

Олар динамикалық бастармен тізбектей қосылған. Біріншіден, олар екі динамикалық бастарды күштіден қорғайды электрлік сигнал, және күшейткішті төмен жүктеме кедергісінен қосымша динамиктермен жүктемей-ақ, осы динамиктер шығармайтын жиілікте. Екіншіден, олар ойнатуды құлаққа жағымды етеді.

Бір элементтік сүзгіні есептеу үшін динамикалық бастың катушкасының реактивтілігін білу қажет. Есептеу кернеуді бөлгіш формулаларға сәйкес жасалады, бұл L-тәрізді сүзгіге де қатысты. Көбінесе бір элементті сүзгілер «құлақпен» таңдалады. «Твитердегі» жоғары жиіліктерді бөлектеу үшін онымен қатар конденсатор орнатылады, ал төмен жиілікті динамикте (немесе сабвуферде) төмен жиіліктерді бөлектеу үшін дроссель (индуктор) онымен серияға қосылады. Мысалы, 20 ... 50 ватт қуаттарында твиттер үшін 5 ... 20 микрофарадтық конденсаторды пайдалану және диаметрі 0,3 ... 1,0 мыс эмальданған сыммен орамды пайдалану оңтайлы. мм вуфер дроссель ретінде VHS бейне кассетасынан барабанда және 200 ... 1000 айналымды қамтиды. Кең шектеулер көрсетілген, өйткені таңдау жеке мәселе.

L-тәрізді сүзгілер

Жоғары немесе төмен жиіліктегі L-тәрізді фильтр- сызықты емес жиілік реакциясы бар екі элементтен тұратын кернеу бөлгіш. L-тәрізді сүзгі үшін кернеу бөлгіштің схемасы мен барлық формулалары қолданылады.

Конденсатордағы және резистордағы L-тәрізді жиілік сүзгілері

R1 МЕН X C .

Мұндай сүзгінің жұмыс істеу принципі: жоғары жиіліктерде төмен реактивтілікке ие конденсатор токты еркін өткізеді, ал төмен жиіліктерде оның реактивтілігі максималды болады, сондықтан ток одан өтпейді.

«Кернеу бөлгіші» мақаласынан резисторлардың мәндерін формулалар арқылы сипаттауға болатынын білеміз:

немесе

X C және кесу жиілігі.

R2 резистордың кедергісіне R1 (X C ) сәйкес келеді: R 2 / R 1 \u003d 0,7 / 0,3 \u003d 2,33 . Бұл мынаны білдіреді: C \u003d 1,16 / R 2 πf , қайда f сүзгі жиілігі реакциясының шекті жиілігі болып табылады.

R2 конденсатор кернеуінің бөлгіші МЕН , оның өзіндік реактивтілігі бар X C .

Мұндай сүзгінің жұмыс істеу принципі: жоғары жиіліктерде төмен реактивтілікке ие конденсатор жоғары жиілікті токтарды корпусқа шунттайды, ал төмен жиіліктерде оның реактивтілігі максималды болады, сондықтан ток ол арқылы өтпейді.

Кернеу бөлгіші мақаласынан біз бірдей формулаларды қолданамыз:

немесе

Кіріс кернеуін 1 (бір) ретінде қабылдау және шығыс кернеуіконденсатордың реактивтілігін біле отырып, 0,7 үшін (кесіндіге сәйкес мән), ол мынаған тең:

Стресс мәндерін алмастыра отырып, біз табамыз X C және кесу жиілігі.

R2 (X C ) резистордың кедергісіне R1 сәйкес келеді: R 2 / R 1 \u003d 0,7 / 0,3 \u003d 2,33 . Бұл мынаны білдіреді: C \u003d 1 / (4,66 x R 1 πf) , қайда f сүзгі жиілігі реакциясының шекті жиілігі болып табылады.

Индуктордағы және резистордағы L-тәрізді жиілік сүзгілері

Жоғары жиілікті сүзгі резисторды ауыстыру арқылы алынады R2 Л X Л .

Мұндай сүзгінің жұмыс істеу принципі: индуктивтілік, төмен жиілікте төмен реактивтілікке ие, оларды корпусқа шунттайды, ал жоғары жиілікте оның реактивтілігі максималды, сондықтан ток ол арқылы өтпейді.

Стресс мәндерін алмастыра отырып, біз табамыз X Л және кесу жиілігі.

Жоғары жиілікті сүзгідегідей, есептеулерді кері тәртіпте жасауға болады. Фильтрдің шығыс кернеуінің амплитудасы (кернеу бөлгіш ретінде) жиілік реакциясының кесу жиілігінде кіріс кернеуінің 0,7-ге тең болуы керек екенін ескере отырып, резистор кедергісінің қатынасы келесідей болады: R2 (X Л ) резистордың кедергісіне R1 сәйкес келеді: R 2 / R 1 \u003d 0,7 / 0,3 \u003d 2,33 . Бұл мынаны білдіреді: L = 1,16 R 1 / (πf) .

Төмен өткізгіш сүзгі резисторды ауыстыру арқылы алынады R1 индуктордағы кернеу бөлгіш Л , оның өзіндік реактивтілігі бар X Л .

Мұндай сүзгінің жұмыс істеу принципі: төменгі жиіліктерде төмен реактивтілікке ие индуктор токты еркін өткізеді, ал жоғары жиіліктерде оның реактивтілігі максималды болады, сондықтан ток одан өтпейді.

«Кернеу бөлгіші» мақаласындағы бірдей формулаларды қолданып, кіріс кернеуін 1 (бір), ал шығыс кернеуін 0,7 (кесіндіге сәйкес мән) деп қабылдай отырып, индуктордың реактивтілігін біле отырып, оған тең:

Стресс мәндерін алмастыра отырып, біз табамыз X Л және кесу жиілігі.

Есептеулерді кері ретпен орындауға болады. Фильтрдің шығыс кернеуінің амплитудасы (кернеу бөлгіш ретінде) жиілік реакциясының кесу жиілігінде кіріс кернеуінің 0,7-ге тең болуы керек екенін ескере отырып, резистор кедергісінің қатынасы келесідей болады: R2 резистордың кедергісіне R1 (X Л ) сәйкес келеді: R 2 / R 1 \u003d 0,7 / 0,3 \u003d 2,33 . Бұл мынаны білдіреді: L \u003d R 2 / (4,66 πf)

Конденсатор мен индуктордағы L-тәрізді жиілік сүзгілері

Жоғары жиілікті сүзгі тек резисторды ғана емес ауыстыру арқылы қарапайым кернеу бөлгішінен алынады R1 конденсаторға МЕН , сонымен қатар резистор R2 дроссельде Л . Мұндай сүзгіде жоғарыда көрсетілген сүзгілерге қарағанда жиілік реакциясының маңыздырақ жиілігі бар RCнемесе RLтізбектер.

Бұрынғыдай есептеу әдістерін қолданамыз. Конденсатор МЕН , өзіндік реактивтілігі бар X C , және дроссель Л - реактивтілік X Л :

Әртүрлі шамалардың мәндерін - кернеулерді, кіріс немесе шығыс сүзгі кедергілерін ауыстыру арқылы біз таба аламыз МЕН және Л , жиілік реакциясының шекті жиілігі. Сондай-ақ, есептеулерді кері ретпен орындауға болады. Екі айнымалы бар болғандықтан - индуктивтілік және сыйымдылық, сүзгінің кіріс немесе шығыс кедергісінің мәні жиі жиілік реакциясының кесу жиілігінде кернеу бөлгіш ретінде орнатылады және осы мән негізінде қалған параметрлерді табады.

Төмен өткізгіш сүзгі резисторды ауыстыру арқылы алынады R1 индуктордағы кернеу бөлгіш Л , және резистор R2 конденсаторға МЕН .

Бұрын сипатталғандай, кернеу бөлгіш формулалары және сүзгі элементтерінің реактивтілігі арқылы бірдей есептеу әдістері қолданылады. Бұл жағдайда резистордың мәнін теңестіреміз R1 индукторлық реактивтілікке X Л , а R2 конденсатордың реактивтілігіне X C .

Т – жоғары және төмен жиіліктегі фильтрлер

Жоғары және төмен жиіліктегі Т-тәрізді сүзгілер, бұл тағы бір элемент қосылған L-тәрізді сүзгілер. Осылайша, олар сызықты емес жиілік реакциясы бар екі элементтен тұратын кернеу бөлгішімен бірдей есептеледі. Содан кейін есептелген мәнге үшінші элементтің реактивтілігінің мәні қосылады. Т-тәрізді сүзгіні есептеудің басқа, дәлірек емес әдісі L-тәрізді сүзгіні есептеуден басталады, содан кейін L-тәрізді сүзгінің «алғашқы» есептелген элементінің мәні артады немесе екі есе азаяды - «таралады». Т-тәрізді сүзгінің екі элементі. Егер ол конденсатор болса, онда Т-сүзгідегі конденсаторлардың сыйымдылығының мәні екі есе артады, ал егер ол резистор немесе индуктивтілік болса, онда катушкалардың кедергісі немесе индуктивтілігінің мәні екі есе азаяды. Сүзгілердің түрленуі суреттерде көрсетілген. T-тәрізді сүзгілердің ерекшелігі L-тәрізді сүзгілермен салыстырғанда олардың шығыс кедергісі сүзгі артындағы радио тізбектерге аз шунттық әсер етеді.

U - жоғары және төмен жиіліктегі фильтрлер

U-тәрізді сүзгілер - сүзгінің алдында тағы бір элемент қосылған L-тәрізді сүзгілер. T-тәрізді сүзгілер үшін жазылғанның бәрі U-тәрізді сүзгілерге қатысты, жалғыз айырмашылығы, L-тәрізділермен салыстырғанда, олар сүзгі алдындағы радио тізбегіндегі маневрлік әсерді біршама арттырады.

Т-тәрізді сүзгілердегі сияқты, U-тәрізді сүзгілерді есептеу үшін бірінші сүзгі элементінің қосымша шунттық кедергісін қосу арқылы кернеу бөлгіш формулалары қолданылады. U-тәрізді сүзгіні есептеудің басқа, дәлірек емес әдісі L-тәрізді сүзгіні есептеуден басталады, содан кейін L-тәрізді сүзгінің «соңғы» есептелген элементінің мәні артады немесе екі есе азаяды - ол «таралады» U-тәрізді сүзгінің екі элементіне. Т-тәрізді фильтрден айырмашылығы, егер ол конденсатор болса, онда Р-сүзгідегі конденсаторлардың сыйымдылығының мәні екі есе азаяды, ал егер ол резистор немесе индуктивті болса, онда кедергінің мәні немесе индуктивтіліктің мәні. катушкалардың саны екі еселенген.

Индукторларды (дроссельдерді) жасау біраз күш-жігерді, ал кейде оларды орналастыру үшін қосымша кеңістікті қажет ететіндіктен, конденсаторлар мен резисторлардан индукторларды қолданбай сүзгілерді жасау тиімдірек. Бұл әсіресе дыбыс жиіліктеріне қатысты. Сонымен, жоғары жиілікті сүзгілер әдетте Т-тәрізді, ал төмен жиіліктегі сүзгілер U-тәрізді жасалады. Орташа диапазондағы сүзгілер де бар, олар әдетте L-тәрізді (екі конденсатордан) жасалған.

Жолақты резонанстық сүзгілер

Жолақты резонанстық жиілік сүзгілері – белгілі бір жиілік диапазонын ерекшелеуге немесе қабылдамауға (қиып алуға) арналған. Резонанстық жиілік сүзгілері белгілі бір жиілікке реттелген бір, екі немесе үш тербелмелі тізбектерден тұруы мүмкін. Резонанстық сүзгілер басқа (резонансты емес) сүзгілермен салыстырғанда жиілік реакциясының ең күрт көтерілуіне (немесе төмендеуіне) ие. Жолақты резонанстық жиілік сүзгілері бір элементті – бір тізбекті, L-тәрізді – екі тізбекті, Т және U-тәрізді – үш тізбекті, көп буынды – төрт немесе одан да көп тізбекті болуы мүмкін.

Суретте белгілі бір жиілікті оқшаулауға арналған Т-тәрізді жолақты резонанстық сүзгінің диаграммасы көрсетілген. Ол үш тербелмелі контурдан тұрады. C 1 L 1 және C 3 L 3 - сериялы тербелмелі контурлар, резонанстық жиілікте олар ағып жатқан токқа аз кедергіге ие, ал басқа жиіліктерде, керісінше, үлкен болады. Параллель тізбек C 2 L 2 керісінше, резонанстық жиілікте үлкен кедергіге ие, басқа жиіліктерде аз қарсылыққа ие. Мұндай сүзгінің өткізу қабілетін кеңейту үшін индукторлардың конструкциясын өзгерту, «оң, сол» тізбегінің орталық резонанстық жиіліктен сәл өзгеше, тізбекке параллельді жиілікпен реттеу арқылы тізбектердің сапа коэффициенті төмендейді. C 2 L 2 резисторды қосыңыз.

Төмендегі суретте белгілі бір жиілікті басуға арналған Т-кеңістікті резонанстық сүзгінің схемасы көрсетілген. Ол, алдыңғы сүзгі сияқты, үш тербелмелі контурдан тұрады, бірақ мұндай сүзгі үшін жиіліктерді таңдау принципі басқаша. C 1 L 1 және C 3 L 3 - параллель тербелмелі контурлар, резонанстық жиілікте олар ағып жатқан токқа үлкен кедергіге ие, ал басқа жиіліктерде - аз. Параллель тізбек C 2 L 2 керісінше, ол басқа жиіліктерде үлкен қарсылыққа ие, резонанстық жиілікте шағын кедергіге ие. Осылайша, егер алдыңғы сүзгі резонанстық жиілікті таңдап, қалған жиіліктерді басатын болса, онда бұл сүзгі резонанстық жиіліктен басқа барлық жиіліктерді еркін өткізеді.

Жолақтық резонанстық сүзгілерді есептеу процедурасы бір кернеу бөлгішке негізделген, мұнда өзінің сипаттамалық кедергісі бар LC тізбегі бір элемент ретінде әрекет етеді. Тербелмелі контур қалай есептелетінін, оның резонанстық жиілігін, сапа коэффициентін және сипаттамалық (толқындық) кедергісін мақаладан табуға болады.