Простой активный фильтр для двухполосного усилителя (биампинг, bi-amping)

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.

↑ Схема

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.

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

↑ Подключение к источнику и АС

↑ 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.
🎁2021-raschet-dvupolosnogo-filtra.zip  20.97 Kb ⇣ 113

↑ Файлы

Прилагается рисунок печатной платы для К1401УД2, под микросхемой перемычка.
🎁filtr.zip  6.41 Kb ⇣ 484

#09/02/2021 Плата 50×50мм под импортные ОУ от Игоря (Datagor) в Sprint Layout 6.
🎁2021-dep1802-dvuhpolosnyj-filtr-as.zip  15 Kb ⇣ 104

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации