Расчет последовательного фильтра

Данная статья подготовлена по данным из книги «Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя» 1981 года выпуска. Был составлен простой расчет последовательных фильтров разных порядков. Сам, честно признаться, никогда им не пользовался, но расположение элементов всегда для меня есть подсказкой.

         Для начала рассмотри фильтры для 2-х полосной системы разных порядков. Но помните без должных акустических измерений (измерений микрофоном) у Вас мало что получится, да и посмотреть то, что получилось – не выйдет. Так что заранее запаситесь измерительным комплексом, благо в наши дни это не так уж и сложно.

 

Индуктивность: L[мГн]

Емкость: C [мкФ]

Сопротивление: R [Ом]

Частота разделения: fгр [Гц]

расчет посл_ ldsound_ru (2)

 

Расчет последовательного фильтра для 2-х полосной акустической системы первого порядка, рис. 1:

 

C1=2,1∙(112000/(fгрR))          L1=0,47∙(224∙R/fгр)

 

Расчет последовательного фильтра для 2-х полосной акустической системы второго порядка, рис. 2:

 

C2=2,1∙(112000/(fгрR))           L2=1,41∙(224∙R/fгр)

C3=0,7∙(112000/(fгрR))           L3=0,47∙(224∙R/fгр)

 

Расчет последовательного фильтра для 2-х полосной акустической системы третьего порядка, рис. 3:

 

C4=2,1∙(112000/(fгрR))          L4=1,41∙(224∙R/fгр)

C5=1,41∙(112000/(fгрR))          L5=0,47∙(224∙R/fгр)

C6=0,7∙(112000/(fгрR))          L6=0,707∙(224∙R/fгр)

 

Теперь рассмотрим последовательный фильтр для 3-х полосной акустической системы второго порядка, рис. 4:

расчет посл_ ldsound_ru (1)

 

Для двух пар фильтров с последовательным соединением входов значение емкости и индуктивности вычисляется по формулам:

 

С1=(225∙103/fгр)∙R          L1=113∙R/fгр

 

Частота раздела fгр1 является частотой раздела между НЧ и СЧ динамиками, а частота fгр2 – между СЧ и ВЧ соответственно.

Формулы для расчета рассчитывают фильтры для более низкой частоты разделения fгр1и к выходу одного из них (фильтра низких частот) присоединяют низкочастотную головку громкоговорителя. Вторую пару фильтров L1’C1’ присоединяют к фильтру верхних частот первой ступени, пропускающему сигналы с частотами выше fгр1. Эту пару фильтров рассчитывают по тем же формулам, что и первую, но для более высокой частоты разделения fгр2. Таким образом пара фильтров L1’C1’ делит интервал частот, находящийся выше первой частоты fгр1,на две полосы с частотой разделения между ними fгр2.

Последовательное включение двух пар фильтров представляет интерес лишь в том смысле, что при этом значения емкостей и индуктивностей другие, соответственно конденсаторы и катушки будет легче купить и изготовить.

Существует еще несколько разновидностей 3-х полосных АС. Ода из них заключается в подключении дополнительной головки через последовательный резонансный контур. Эта головка может компенсировать провалы (не более чем на 8 – 10 дБ) в частотной характеристике 2-х полосной системы. Иногда небольшое увеличение звуковой отдачи в области средних частот, создаваемое дополнительной головкой, значительно улучшает качество звуковоспроизведения, лучше распознаются отдельные инструменты оркестра.

 

Статья специально подготовлена для сайта ldsound.info

Автор: LDS

55 комментариев: Расчет последовательного фильтра

  1. Пётр пишет:

    Спасибо за информацию. Как хорошо когда мы помогаем друг другу.

    • LDS пишет:

      Взаимно.

    • дмитрий пишет:

      петр,а за что спасибо?ты что знаешь сопротивление какого динамика нужно в формулу подставлять???если знаешь так поделись ,не будь падлой!

  2. gtnh193 пишет:

    Для первого порядка формулы не верные. Вообще для 1-го порядка формулы одинаковые в независимости от типа фильтра:
    C = 1/6.28R*F ; L = R/628F.
    Для последовательных фильтров интересен, в плане звука, только 1-й порядок.

    • LDS пишет:

      Сергей Бать в своей книге представил такие же формулы, только в вычислении катушка не 628, а 6,28. Я брал данные из старого справочника.

    • гений пишет:

      абсолютно верно

      • дмитрий пишет:

        по этим формулам такая хрень получается.товарищи это чушь полная ,даже не вникайте

  3. Павел пишет:

    Подскажите, вот например при расчёте ёмкости, 2х полоски, первого порядка, R – брать чего?… Нч динамика или Вч?

    • LDS пишет:

      R здесь скорее всего указано для НЧ и ВЧ, так как они должны быть одинакового сопротивления.

  4. Олег пишет:

    Мне тоже не понятно – R чего брать при расчете !? Для расчета емкости – динамика ВЧ а для расчета катушки – динамика НЧ или например – вообще везде брать единое сопротивление равное сумме сопротивлений динамиков ВЧ и НЧ ?!

    • LDS пишет:

      R здесь скорее всего указано для НЧ и ВЧ, так как они должны быть одинакового сопротивления.

    • гений пишет:

      считай как для паралельного.катушка для нч кондер для вч

  5. Виталий пишет:

    Очень интересная статья хочу собрать такой фильтр для акустики “s30” на есть проблемка какую ставить частоту разделения??? и еще там 2 формулы какое именно сопротивление подставлять вч динамик 8Ом, а НЧ 4Ом куда какое и какая разница 1 2 3 порядки? Если кто расщитал помогите пж))) кто помодет расщитать в личку вк https://vk.com/vzhuravel99.

  6. Олег пишет:

    на паралельных фильтрах вроде как ачх между полосами сводить сложно тем более если трехполоска а не 2-х. Добавить сюда увеличение порядка фильтров – так вообще темный лес… без симуляции в спец прогах и последующими измерениями – пальцем в небо

    • Бокарёв Александр Ростов-на-ДОНУ пишет:

      симуляция ни разу не избавление от измерении, настройки по микрофону и доводке на слух. Это всё справедливо как для параллельных так и для последовательных фильтров в равной степени. А красивых схемочек взятых из симуля и я вам могу навалять по самы ухи. Возиться с ними – все равно вам, не мне. шутка.

  7. Алексей пишет:

    Я сомневаюсь в правдивости этих расчётов.

  8. Сергей пишет:

    Сделал я последовательный фильтр. Звук очень похож на радиоточку. Ни низких, ни высоких. Зря время потратил.

    • LDS пишет:

      То, что сделали и не понравился звук не заслуга последовательнго фильтра. Он сложный, несмотря на его простоту.

      • Михаил пишет:

        Мне очень понравился звук, звучит красочно в унисон. А параллельно, с теми же динамиками разнобой, режет ухо!

  9. гений пишет:

    собрал для с90д последовательный первого порядка на вскидку.это какое то чудо.мля они так в жизни не играли

    • Бокарёв Александр Ростов-на-ДОНУ пишет:

      параллельный 1го порядка ничуть не хуже. А последовательные фильтры- очередной новомодный фетиш. Не умеешь настроить обычный фильтр- так и волшебный не поможет. Обман и развод . И как верно пишет DLS – последовательный совсем не прост, как кажется с разбегу.

      • pulpodrot пишет:

        последовательный фильтр это круто просто вы не можете их нормально собрать и все, а так звук просто чудо

        • Бокарёв Александр Ростов-на-ДОНУ пишет:

          Хватает для счастья и того, что умеем, да и доказательства типа мамой клянусь, мля, звук ваще- себе оставь, родной. Для пацанов, хвастаться.
          АЧХ приведи- тогда выводы будут.

  10. Vip Kit пишет:

    Для,, радиоточки”,s-30,s-90 и пр. последовательный любого порядка.
    Для хорошего звука – параллельный первого порядка
    с Bi-amp усилением( лучше ламповым).

    P.S. Хороший звук – когда любой человек , не зависимо от вкуса и музыкальных предпочтений понимает, что то , что он слышит ,,Абсолютная Нирвана” !!!

  11. Павел пишет:

    Для трёхполосного фильтра раздел между нч и сч по формулам не работает, а вот для сч и вч боле мене. По большей части подбирается на ощупь. Эксперименты не закончены и проводятся над s-90f с удаленным фланцем на вч и буллет пыльником с ебай на сч. Чтоб были басы нужно не меньше 160мкФ.

  12. Александр Р. пишет:

    Расчет любого пассивного фильтра для АС практической ценности почти не имеет, т.к. любой динамик не является активным сопротивлением. И комплексным сопротивлением не является, хотя это уже лучшее приближение. Динамик – принципиально нелинейная система, и описывается нелинейной зависимостью тока через него от приложенного напряжения. Для такой зависимости “сопротивление” – условное приближение.

  13. Дима пишет:

    Согласен абсолютно

  14. RA9YUP пишет:

    Фильтры “NIVAGA” там уже всё написано и расчитано.

  15. Константин пишет:

    Люди, это все конечно хорошо, но только как точка отсчета. Для настоящего построения многополосных АС и “идеальной” АЧХ надо рассчитывать фильтр по индивидуальным характеристикам каждого излучателя.
    Брать комплексную АЧХ каждой головки и встраивать ее в результирующую АЧХ всей АС. Фильтр в идеале должен использовать максимум полезного из характеристик головки. К несчастью в этом мире головки с одинаковыми АЧХ редкость и можно сказать что парно подобранные экземпляры не оставят шансов продукции ширпотреба с огромными разбросом параметров. Редкая компания может себе позволить выпуск массовой продукции с идентичными параметрами.

    • Чалов Денис пишет:

      Все верно. Добавлю. Фактически любая компания может себе позволить выпускать головки не только парами, а в любом количестве с идентичными параметрами. Более того, с заранее известными, запрограммированными параметрами. На самом деле это не сложно. Вопрос чисто экономический, нужно зарабатывать.

  16. Александр Компромистер пишет:

    Есть идея: по НЧ поставить фильтр первого порядка без конденсатора, а СЧ и ВЧ – параллельно катушке непосредственно и через конденсатор.

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      идея хороша, но не выстрелит. Индуктивность катушки басовика порушит верха.Шунтировать емкостью басовик все же придется

  17. Александр Компромистер пишет:

    Ну, это ещё только эрзац.

  18. Александр Компромистер пишет:

    Александру Ростов-на-Дону 11.03.2019 на 09:00, как рассчитать шунтирующую емкость, а через индуктивность басовика будет обратная связь.

    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

      Рассчитывать можно , с разной точностью, только проще включить измерилку и увидеть в макете , что вы делаете и где находитесь. Без контроля микрофоном все движения по настройке бессмысленны.

      • Александр Компромистер пишет:

        Согласен: придется собирать еще и измерительный микрофон, на основе, хотя бы того же самого МКЭ-3.

        • Александр Компромистер пишет:

          Как там, кстати, подключается микрофонный усилитель? – Ну, да, в самом микрофоне уже есть один полевик. – Но это тема не для этого форума. – Можно продолжить обсуждение в почте [[email protected]]

          • Александр Ростов-на-Дону пишет:

            Я работаю другим микрофоном, конденсаторным. Что там внутри МКЭ-3 я без понятия.На Вегалабе есть огромная тема по самодельным микрофонам. http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=2991

            • Александр Компромистер пишет:

              Спасибо, посмотрю.

              • Чалов Денис пишет:

                Мкэ-3 – конденсаторный. Любого конденсаторного микрофона достаточно для измерений.

                • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                  с маленьким уточнением. Конденсаторный электретный микрофон. Которому до конденсаторного с никелевой мембраной и кварцевым изолятором сильно далеко. Хотя, для прикидочных измерений обычного электрета вполне достаточно.
                  Приезжал парнишка с микрофоном на базе WM61 , сравнили поведение его микрофона с моим, сделали поправку, он уехал и тут же прислал ачх , измеренную уже с учетом поправки. Не придраться. У электретов есть особенность, её нельзя не учитывать.

                  • Чалов Денис пишет:

                    Ну, для непроффесионалов достаточно электретного. Особенно для тех, кто на слух сводит х-полоску, и кричит, что у него самая лучшая система.

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      Как сказать. Если я знаю, что у электрета есть задир наверху, и учитываю, то незнайка сочтет этот подъем за достоинство пищалки , тут же сочинит легенду про неё. А прочие подхватят.

                    • Александр Ростов-на-Дону пишет:

                      А вообще, всяко было, даже как-то настроил колонку с помощью певческого шура 58-го. И удалось!

                    • Чалов Денис пишет:

                      Ну, если параметры динамиков известны, известны их примерные ачх, то микрофон то нужен свести полосы. Хороший конденсаторный микрофон нужен для точного измерений в безэховой камере, а для любителей это чрезвычайно затратно.

  19. А Ни пишет:

    Это не работает. Нельзя просто соединить фильтры 2-го, 3-го порядков между собой как это представлено здесь на схеме, и получить последовательные фильтры 2-го и 3-го порядков. Можете попробовать. Верная схема тут только для 1-го порядка. Кстати, в статье Елютина “Последовательный кроссовер” в ж. “Автозвук” есть предложение по квазивторому порядку, и очень хорошо объяснено, как это работает.

    • Александр пишет:

      Что мешает смоделировать любой последовательный фильтр в Vituix CAD и посмотреть что получилось и с полосами и с фазами?

      • А Ни пишет:

        Что мешает? Кому мешает? Ничего не понял.

        • ldsound пишет:

          Есть программа, в ней можно смоделировать АЧХ с разным типом фильтров. Только для этого нужны “голые” АЧХ динамиков и их импеданс.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *