Начало » Практика » Проекты акустики » Снова о простом активном фильтре для АС

 
 
 

Снова о простом активном фильтре для АС

12.09.12   Chugunov   44 170   36  

Предлагаю обсудить тему активных фильтров для АС. Просьба высказаться тех, кто имеет практический опыт изготовления и прослушивания таких фильтров, а я покажу, что получилось у меня.

Активные фильтры, на мой взгляд, предпочтительны именно двухполосные, но для трехполосных АС. Частота раздела двухполосных АС всегда находится в области максимальной чувствительности слуха – несколько кГц т. к. пищалки не могут работать до частоты 100…500 Гц, а басовики из-за большого диаметра диффузора выходят из поршневого диапазона и на частотах 4…6 кГц работают неважно.
Широкополосники – компромисс и для них желательны костыли сверху или снизу.
Итак, на частотах раздела порядка 2 кГц прилично работают пассивные фильтры, а при работе микросхем на этих частотах, а особенно порядка 6 кГц (раздел между СЧ и ВЧ), могут возникнуть трудности. На частотах раздела в сотни Гц обычные микросхемы в активных фильтрах работают очень хорошо.
Итак, делим звуковой диапазон на НЧ и СЧ-ВЧ на частотах 100…500 Гц, а СЧ-ВЧ делим простейшим пассивным фильтром первого порядка.

Старт

Я решил повторить датагорскую схему фильтра для АС, опубликованную Вячеславом (mailoff).
Прельстила простота настройки (оказалось, мнимая), хорошее заявленное звучание ФДФ (фильтров дополнительной функции) и реализация всего на одной микросхеме.

Моя плата

Скачать чертеж можно внизу статьи.
Как обычно, я сделал свою печатную плату под современные качественные, доступные и недорогие детали – микросхема TL074, конденсаторы полипропиленовые.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

На фото собранной платы (вверху) впаяны не все зажимы – просто они закончились.

Моя схема

Вот итоговая схема фильтров. Как производился расчет и подбор номиналов - см. дальше.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Питание +-12…15 В. На схеме не указаны конденсаторы по питанию.
Настройка по постоянному току не требуется.

Изыскания и испытания

У меня есть динамики, которые я хочу использовать в НЧ звене, в штатных колонках был фильтр, с которым они работали до 150 Гц, при этом катушка пассивного фильтра была 7,5 мГн, конденсаторы соответствующей ёмкости. Намотать такие катушки для динамика 4 Ом проблематично, качественные неполярные конденсаторы очень большой ёмкости весьма дороги, поэтому я решил сделать активные фильтры.

Измеренная АЧХ моих динамиков


Кроме того активные фильтры незаменимы при значительной разнице в чувствительности головок, они позволяют использовать низкочувствительные НЧ динамики с высокочувствительными СЧ-ВЧ головками.
Из АЧХ головки видно, что нет смысла ловить микроны и добиваться именно 150 Гц, вполне годится 100…250 Гц.

Окончательная подстройка должна производиться при прослушивании собранных колонок и измерении с помощью микрофона. Такую подстройку проще осуществить именно активными фильтрами, в чем я и убедился при настройке фильтров.
Сначала я снял ЧХ фильтра с рекомендованными номиналами деталей, вот что получил.

АЧХ оригинальной схемы фильтра

На частоте раздела горбы, которые в сумме дают 6 дБ, что, я считаю, слишком много.
Я думал, что установки подстроечного резистора R5 (на плате предусмотрел отверстия под подстроечный и постоянный резисторы), будет достаточно для настройки. Вот что получается при уменьшении R5.

Частота раздела сдвигается вверх, горб растет. Простое увеличение R5 не решает проблему, увы. Пришлось отойти от рекомендаций первоисточника и взяться за R4. Получилось!

Неравномерность около 1 дБ. При увеличении R5 частота раздела ползёт вниз, неравномерность уменьшается. При R4=12 кОм R5=54 кОм получаем.

Практически прямая линия суммарной АЧХ, всё отлично!


Забыл сказать, что я откалибровал программу ARTA и 0 дБ – это ноль, общее усиление системы около -1 дБ (минус 13%), небольшая волнообразность ниже 40 Гц из-за примененного усилителя на К174УН14, ею можно пренебречь. Недостаток – частота раздела стала 63 Гц вместо 150. Отсюда я сделал вывод, что надо установить конденсаторы мЕньшей ёмкости, в плате я предусмотрел отверстия для них, и заново произвести настройку.

Тем не менее, результат, особенно для испытаний меня устроил. По результатам испытаний я решу, стоит ли ловить блох в 1 дБ и стоит ли сама идея активных фильтров свеч. Промежуточный результат для R4=13 кОм и R5=16 кОм .

В итоге я установил номиналы деталей, как на схеме, вот что получилось. Частота раздела в норме, но неравномерность несколько возросла.


Без настройки впаял детали в другой канал, идентичность очень неплохая. Конденсаторы перед установкой я отбирал с точностью примерно 5%, резисторы не подбирал.


Уровень сигнала в СЧ-ВЧ канале больше примерно на 0,7 дБ, при суммировании я это учитывал. Окончательное выравнивание будет в оконечных усилителях.
Повторюсь, крутизна фильтров для СЧ-ВЧ небольшая, возможно, есть смысл в добавке конденсатора последовательно с СЧ-ВЧ головками, это покажет прослушивание.

Планы

На очереди изготовление и испытания фильтров Linkwitz-Riley 4-го порядка. Количество микросхем и сложность настройки на порядок больше, но есть возможность более тонкой подгонки под конкретные АС.

Файлы

Если найдутся желающие повторить конструкцию, привожу плату в формате lay.
Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.



Ссылки по теме

Сделай сам простой активный фильтр для двухполосного усилителя
Тема активных фильтров хорошо описана на сайте нашего согражданина Игоря Рогова (Audiokiller)
LIMP Arta Software: измерение параметров Тиля-Смолла для начинающих
LIMP - программный измеритель RCL

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

💰 Внимание! 800 рублей для новичков на Aliexpress 💰
Регистрируйтесь по нашей ссылке. Если вы впервые на Aliexpress - получите 800.00₽ купонами на свой первый заказ.
Сергей (Chugunov)
РФ, Москва
Профиль Chugunov
О себе автор ничего не сообщил.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 28 читателей.

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

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

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 Foobar Channeldivider. Фильтр для многополосной АС.... Теперь можно забыть о постройке фильтров, о деньгах на конденсаторы, резисторы, катушки и ОУ....
Схема на Датагоре. Новая статья Программа для расчёта фильтров АС (Алдошина + Терещук)... Недавно я стал часто заниматься переделкой промышленных недорогих АС и, следовательно, понадобилось...
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 Новая жизнь старых колонок. 15ГД-17 (25ГДН4) в тандеме с S-30... Попавшийся по случаю динамик 15ГД-17 (25ГДН4—4) позволил сделать из старых колонок с неподобранными...
Схема на Датагоре. Новая статья Доработка динамических головок 3ГД-31. Новый взгляд 30 лет спустя... Динамики 3ГД-31 пользуются дурной славой и их часто называют самыми плохими пищалками. Справедливо...
Схема на Датагоре. Новая статья Двухполосные акустические системы в открытом оформлении... В последнее время у части радиолюбителей получили признание акустические системы с открытым...
Схема на Датагоре. Новая статья Проектирование активных фильтров. Мошиц Г., Хорн П.... Мошиц Г., Хорн П. Проектирование активных фильтров: Пер. с англ.— М.: Мир, 1984. - 320 с, ил. Книга...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой усилитель для наушников с токовым выходом... Проблема качественного, но простого и дешевого усилителя для наушников остается актуальной. Лично у...
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 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 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 💬

Снова о простом активном фильтре для АС

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

Назад Вперед
<
Читатель Датагора

ZuluVois
Михаил

  • Кандидат
Комментарий # 33 от 11-10-12, 1:26.
  • С нами с 28.08.2009
  • 6 комментариев
  • 0 публикаций
 
Если тема еще не заброшена, помогите с выбором компонентов для бескомпромисного активного фильтра. Ясно, что конденсаторы - пленочные полипропиленовые.
А резисторы? Что предпочесть угольные, керамические или металлооксидные?
И об операционниках (тут я не силен). Если будет фильтр на 150-160Гц, тут любые самые дешевые опера годятся или все же... тогда присоветуйте из распространенных доступных.
Про точность подбора еще. Если конденсаторы 5 проц точности, этого достаточно или подбирать точнее, и есть ли смысл использовать резисторы более точные чем кондеры.
Уф! Спасибо заранее.

<
Читатель Датагора

VictorS
Виктор

  • Кандидат
Комментарий # 34 от 12-10-12, 13:55.
  • С нами с 21.08.2009
  • 14 комментариев
  • 0 публикаций
 
Уважаемые коллеги,

Мы здесь обсуждаем активные кроссоверы и то, как разные их схемы искривляют АЧХ сигнала. Так же упоминается различное влияние разных схем кроссоверов на ФЧХ сигнала, и мы готовы признать что чем искривление ФЧХ меньше, тем кроссовер лучше.
Евгений Михайлович Лукин рассчитал в Микрокапе АЧХ и ФЧХ всех активных кроссоверов, которые смог найти - 15 схем кроссоверов - _h_ttp://lukinsound.narod.ru/Crossover/cross.htm.

Только коментариев он не оставил - какая схема лучше, а какая хуже, и почему. Если кто то из нас сможет результаты этого моделирования прокоментировать, или назвать три лучших, по "гармоничности" АЧХ и ФЧХ схем, многие начинающие радиолюбители будут такому коментатору очень признательны.

Заранее благодарю.

<
Читатель Датагора

Dimonos
Дмитрий

  • Гражданин
Комментарий # 35 от 13-10-12, 2:52.
  • С нами с 23.02.2010
  • 51 комментарий
  • 3 публикации
 
Цитата: ZuluVois
  бескомпромисного активного фильтра. Ясно, что конденсаторы - пленочные полипропиленовые.А резисторы? Что предпочесть угольные, керамические или металлооксидные?И об операционниках (тут я не силен). Если будет фильтр на 150-160Гц, тут любые самые дешевые опера годятся или все же... тогда присоветуйте из распространенных доступных.Про точность подбора еще. Если конденсаторы 5 проц точности, этого достаточно или подбирать точнее, и есть ли смысл использовать резисторы более точные чем кондеры.Уф! Спасибо заранее.

Безкомпромисность-это из другой области, к радиотехнике отношения не имеет.
Ставите любые пленочные емкости, 5% выше крыши, что за керамические резисторы, не слышал( я знаю, что подразумевается, но это не керамические резисторы). Ставьте любые попроще, те что меньше шумят.
МЛТ например, или некий китай с рынка (с полосками ).
Резисторы можно тестером подобрать еще точнее, чем 5 %, т. что вопрос
неуместен. Хотите подбирайте , хотите так, все равно работать будет.

Даже 157 уд2 прекрасно работают, не говоря уже о более продвинутых, что бы здесь не говорили о тонких материях.
Все будет зависеть от схемы включения и от Вашего умения их обуздать, в случае чего.

Слелайте опыт: соберите схему , послушайте, а потом замените "фильтрующие" резисторы на другие, на 10-20% в ту или другую сторону.
Если явно услышите разницу, тогда другой разговор.

Все это действительно, если Вы не собираете Хай Энд или измерительный прибор.

<
Читатель Датагора

BMV64
Михаил

  • Гражданин
Комментарий # 36 от 30-10-15, 19:04.
  • С нами с 28.08.2009
  • 13 комментариев
  • 0 публикаций
 
Сергей, Подскажите. Можно эту схему запитать однополярным питанием? Если да, то каким образом?
Хочу вашу схему вставить в переносную систему с питанием +12 в.
Спасибо!

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.