Начало » Усилители » Усилители на микросхемах » Простой активный фильтр для двухполосного усилителя

 
 

Простой активный фильтр для двухполосного усилителя

15.11.11   mailoff   102 955   23  
В статье речь пойдет об активном фильтре для двухполосного усилителя. Фильтр не нуждается в трудоемкой настройке и выполнен на доступных ОУ.

Первый раз эту схему я собирал лет 10 назад, нужно было раскачать колонки Радиотехника S90 не очень мощным самодельным усилителем (Ватт 25-30 навскидку), цель — узнать на что вообще способны эти колонки.

Но мощности усилителя явно не хватало. И в одной интересной книжке я набрел на схему этого фильтра. Решил попробовать раскачать S90 двухполосным усилителем.

Одно из преимуществ заключается в том, что при перегрузке низкочастотного канала, его искажения хорошо маскируются СЧ-ВЧ звеном, следовательно максимальная неискаженная мощность на слух становится заметно больше.
В итоге мне удалось раскачать одну колонку так, что шифер на гараже стал трещать. music

Схема

Простой активный фильтр для двухполосного усилителя
Второй канал идентичный, не показан.
Пины питания чипа см. в даташите на применённый ОУ.


Входной сигнал подан на неинвертирующий вход операционного усилителя МС1, который выполняет функции активного фильтра низких частот с крутизной спада частотной характеристики 18 дБ/октаву, и на неинвертирующий вход операционного усилителя МС2, который выполняет функции дифференциального усилителя с коэффициентом передачи по напряжению Ku=1.

На инвертирующий вход МС2 подан сигнал с выхода фильтра низких частот МС1. В дифференциальном усилителе МС2 из спектра входного сигнала вычитается его низкочастотная часть, и на выходе МС2 появляется только высокочастотная часть входного сигнала.

Таким образом, требуется лишь обеспечить заданную частоту среза фильтра низких частот, которая и будет частотой разделения.

Значения элементов фильтра находятся из соотношений:
C1 = C2 = C3;
R1 = R4;
R5 = R1/6,8;
R1×C1 = 0,4/Fp, где Fр — частота разделения.

R1 я брал 22 кОм, а дальше все рассчитывается по формулам в зависимости от требуемой частоты разделения.

Печатная плата


В качестве ОУ я применил счетверенный ОУ типа К1401УД2. Эта плата под него.
Для стереосистемы из двух двухполосных АС достаточно собрать 1 плату.

#09/02/2021 Печатка От Игоря (Datagor) под LM324, LM2902, LM224, LM124:

Причесал ПП, изменил питание под импортные ОУ (!), подписал компоненты согласно схеме, подписал входы и выходы и т.п.
GND — общий питания, земля;
+V, −V — питание ±12V ... 15V;
IN1, IN2 — аудиовходы (ЛК, ПК) от источника (зв.карта, ЦАП, пред, телефон);
HF1, HF2 — выходы ВЧ-полос, на усилители;
LF1, LF2 — выходы НЧ-полос, на усилители;

Конденсаторы по питанию, которых нет на схеме:
С50, С53 — 100μF ... 470μF 16V (электролит);
С51, С52 — 0.1μF ... 0.68μF (плёнка или керамика);
ОУ — LM324, LM2902, LM224, LM124 и др, счетверённые (dip-14 quadruple opamp).

Обратите внимание: у импортных ОУ и у К1401УД2 питание инверсное! Шутка отечественных разработчиков. Выбирайте ПП соответственно вашему ОУ.

Забирайте ПП в файлах.

Программа для расчёта 2-полосного фильтра АС

#08/02/2021 От Игоря (Datagor):
Сделал программку-расчёт в MS Excel этого фильтра.


Вводим частоту раздела и номинал резистора R1, остальные номиналы схемы считаются автоматом. Можно двигать, подбирать номиналы ближе к существующим. Диапазон R1 от 10кОм до 30кОм.
Можно удобно распечатать расчёт вместе со схемой на одном листе А4.
Угощайтесь, у кого затруднения с ручным расчётом.
Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.



Файлы

Прилагается рисунок печатной платы для К1401УД2, под микросхемой перемычка.
Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.



#09/02/2021 Плата 50×50мм под импортные ОУ от Игоря (Datagor) в Sprint Layout 6.
Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.



Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.



 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 34 читателя.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Простой усилитель для автомобильного сабвуфера на TDA7240... Несмотря на кажущуюся простоту расчета фильтров нижних частот, необходимых для формирования нужной...
Схема на Датагоре. Новая статья Не все сабвуферы одинаково полезны!... Если вы замечаете присутствие сабвуфера, это значит, что либо он работает на слишком высоком уровне...
Схема на Датагоре. Новая статья Частотный детектор на двухзатворном полевом транзисторе... Для демодуляции частотно-модулированных (далее – ЧМ) сигналов традиционно используют дробовый...
Схема на Датагоре. Новая статья Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-4. Токовая помпа Хоуленда (подписка на платы завершена)... Не мечтай, действуй! Howland Current Pump. Особенность построения УМЗЧ настоящего проекта...
Схема на Датагоре. Новая статья Программа - осциллограф... Простой и очень удобный осциллограф для просмотра сигнала. Программа-эмулятор осциллографа,...
Схема на Датагоре. Новая статья Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-1. Улучшаем УМЗЧ Питера Смита... Не мечтай, действуй! В заключительной пятой части проекта проведем серию экспериментов по улучшению...
Схема на Датагоре. Новая статья Программа для расчёта фильтров АС (Алдошина, Войшвилло, Терещук)... Недавно я стал часто заниматься переделкой промышленных недорогих АС и, следовательно, понадобилось...
Схема на Датагоре. Новая статья Блок автоматического селектора входов и управления питанием усилителя на PIC12F675... Хочу предложить продолжение проекта Автоматическое включение/выключение сабвуфера на...
Схема на Датагоре. Новая статья Активные кроссоверы для АС основе фильтра Баттерворта 3-го порядка... Активные кроссоверы, на мой взгляд, обделены вниманием и применяются среди радиолюбителей реже, чем...
Схема на Датагоре. Новая статья 6ГД-6, 2ГД-36 Малогабаритный громкоговоритель Салтыкова, кубики Салтыкова... Фото Polas Параметры описываемого ниже самодельного двухполосного громкоговорителя удовлетворяют...
Схема на Датагоре. Новая статья Программы для расчета активных фильтров Линквица 2-го порядка и Баттеруорта 3-го порядка... Представляю две очень простые программы, которые позволяют рассчитать ФВЧ и ФНЧ 2-го и 3-го порядка...
Схема на Датагоре. Новая статья Сетевой фильтр с контролем правильности подключения к питающей сети для усилителя звуковой частоты... Берегись бед, пока их нет (пословица) Встретил недавно земляков – радиолюбителей и получил заказ....
 

Общаемся по статье 💬

Простой активный фильтр для двухполосного усилителя

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

Назад Вперед
<
Читатель Датагора

mtihonov

Комментарий # 1 от 15-11-11, 17:16.
  • С нами с 11.12.2008
  • 52 комментария
  • 12 публикаций
 
Следует только заметить, что срез ВЧ фильтра будет всего 6дБ на октаву. Это свойство, используемого здесь, так называемого фильтра дополнительной функции.

Но зато фазовая характеристика будет линейной. Это оччень хорошо. Лет тридцать назад делал 3х полосный кроссовер для музыкантов по такой же схеме. НЧ и ВЧ сигналы получались спомощью фильтров второго порядка (12дБ на октаву). А СЧ сигнал - путем вычитания из общего ВЧ и НЧ сигналов.

Музыканты отмечали прекрасное звучание такого кроссовера.

<
Читатель Датагора

Georg61

Комментарий # 2 от 15-11-11, 19:54.
  • С нами с 5.10.2010
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
Делал аналогичное устройство в 1976 или 1977 году, на транзисторах, звучание в то время завораживало, хотя на НЧ 2*4ГД35 + СЧ-ВЧ 2*2ГД40.
Ничего другого в глухих Оренбургских степях найти было невозможно.

<
Читатель Датагора

Anatolyi

Комментарий # 3 от 15-11-11, 20:50.
  • С нами с 15.05.2008
  • 22 комментария
  • 1 публикация
 
очень просто и красиво.
Молодец!

<
Читатель Датагора

Mosfet

Комментарий # 4 от 16-11-11, 10:31.
  • С нами с 20.01.2009
  • 24 комментария
  • 1 публикация
 
Неплохо и надо добавить, что это хорошо паяется на макетке. Вернулся к кремнию и платы делать просто нечем, а лень никто не отменял. Спасибо за очень нужную схему.

<
Читатель Датагора

Froloval

Комментарий # 5 от 16-11-11, 12:54.
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
Очень простая и хорошая схемка. Собирал аналогичные в 80-х. Для двух и трехполосных активных усилителей. Как совершенно верно отмечают коллеги, малая крутизна среза с лихвой компенсируется высокой линейностью фазовой характеристики, что весьма благотворно сказывается на звуке.

<
Читатель Датагора

reper

Комментарий # 6 от 16-11-11, 13:57.
  • С нами с 15.11.2008
  • 69 комментариев
  • 7 публикаций
 
Позволю себе напомнить, что при 2х-3х полосном воспроизведении резко снижаются требования к усилителям и громкоговорителям, уменьшаются интермодуляционные искажения, которые начинают возникать в общем случае уже в усилителе.
Хорошая идея, спасибо!

<
Читатель Датагора

vladiv

Комментарий # 7 от 16-11-11, 17:02.
  • С нами с 6.12.2008
  • 43 комментария
  • 2 публикации
 
Я на таком биампинг давно юзаю. Прекрасно звучит. И легко стыковать полосы.

<
Читатель Датагора

2780

Комментарий # 8 от 17-11-11, 3:54.
  • С нами с 20.01.2009
  • 11 комментариев
  • 0 публикаций
 
да, хорошее напоминание о простых и практичных конструкциях. Можно еще более упростить - никакого смысла в ФНЧ 3-го порядка нет. Мощность сигнала быстро падает с частотой и если частота среза выше 3кГц, то вполне хватит и 6дБ на октаву, все равно ФДФ не даст по ВЧ каналу больше. Кстати это будет также способствовать снижению фазовых искажений.

<
Читатель Датагора

mailoff

Комментарий # 9 от 17-11-11, 9:41.
  • С нами с 23.04.2009
  • 18 комментариев
  • 2 публикации
 
Спасибо за комментарии и оценки. Схема действительно очень удачная, хорошо звучащая и практически не требующая наладки. Собственно потому и решил поделиться с датагорцами.

<
Читатель Датагора

RINDIG

Комментарий # 10 от 18-11-11, 11:22.
  • С нами с 9.03.2010
  • 43 комментария
  • 2 публикации
 
нельзя ли на ВЧ канал в дайнной схеме крутизну среза увеличить ?
всё таки первый порядок малова-то для ВЧ динамика .
Можно при этом его перегрузить и он захрипит.

<
Читатель Датагора

mtihonov

Комментарий # 11 от 18-11-11, 16:54.
  • С нами с 11.12.2008
  • 52 комментария
  • 12 публикаций
 
Можно сделать наоборот. На ВЧ канал поставить фильтр второго или третьего порядка а НЧ канал получать путем вычитания ВЧ сигнала из общего. Тогда получится у НЧ канала соответственно крутизна 6дБ на октаву. Но для него это не так страшно будет наверное...

<
Читатель Датагора

nfi60

Комментарий # 12 от 18-11-11, 22:02.
  • С нами с 15.12.2009
  • 5 комментариев
  • 0 публикаций
 
Какие нюансы возникают при однополярном питании ОУ?

<
Читатель Датагора

mailoff

Комментарий # 13 от 19-11-11, 12:43.
  • С нами с 23.04.2009
  • 18 комментариев
  • 2 публикации
 
Я пытался запустить эту схему от однополярного питания, у меня ничего не получилось.

<
Читатель Датагора

AudioKiller

Комментарий # 14 от 26-11-11, 22:56.
  • С нами с 10.01.2012
  • 293 комментария
  • 3 публикации
 
С однополярным питанием схема отлично работает, это как-то неправильно ОУ запускаете. Проверьте его режимы по постоянке.

Большой плюс - одно частотозадающее звено на оба канала. Легко перестраивать. Да и простая схема.
Недостатки:
1. Невозможно "разнести" частоты среза ВЧ и НЧ. Хотя такое трабуется редко, особенно при хороших и правильно подобранных динамиках.
2. Слабый спад АЧХ в ВЧ канале - ход диффузора все равно получается большим (в области затухания), и ВЧ головка может перегружаться (особенно, если недорогая).

<
Читатель Датагора

RINDIG

Комментарий # 15 от 14-09-12, 0:36.
  • С нами с 9.03.2010
  • 43 комментария
  • 2 публикации
 
перечитал статью еще раз .
не понимаю почему такой древний ОУ ?
ведь импортные аналоги стоят копейки но имеют болеее лучшие характеристики

<
Читатель Датагора

Datagor

Комментарий # 16 от 14-09-12, 9:27.
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 390 комментариев
  • 280 публикаций
 
Рома, плохо перечитал! Написано жирным: Конечно, можно применить любой счетверенный импортный ОУ.
:)
Ну а на твой вопрос ответ такой - если у тебя есть полкило К1401УД2 в коробке от леденцов Монпансье, то зачем вообще тратить копкейки.

Назад Вперед
Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.