Bài viết này sẽ cho bạn biết cách tạo bộ lọc thông cao bằng tay của chính bạn. Nhưng trước khi đi sâu vào vấn đề này, chúng ta cần hiểu điều gì đó. Bản thân các bộ lọc thông cao và thông thấp là gì.
Định nghĩa
Bộ lọc có thể được chia thành tần số trên (cao) và tần số thấp hơn (thấp). Tại sao người ta thường nói tần số "cao" chứ không phải "cao"? Điều này xảy ra do thực tế là các tần số cao trong kỹ thuật âm thanh bắt đầu từ hai kilohertz. Nhưng hai kilohertz trong kỹ thuật vô tuyến là tần số của âm thanh, và do đó nó được gọi là "thấp".
Cũng có một thứ như là tần suất trung bình. Nó đề cập đến kỹ thuật âm thanh. Vậy bộ lọc giữa đường là gì? Đây là sự kết hợp của một số thiết bị trên. Nó cũng có thể là một bộ lọc thông dải.
Bộ lọc thông cao là một thiết bị điện tử hoặc một số thiết bị khác vượt qua các tần số trên của tín hiệu và ở đầu vào, bộ lọc này sẽ triệt tiêu tần số tín hiệu theo mức cắt đã đặt trước đó. Mức độ ngăn chặn cũng sẽ phụ thuộc vào loại bộ lọc cụ thể.
Tần số thấp khác ở chỗ nó có thể truyền tín hiệu đến,sẽ nằm dưới ngưỡng giới hạn đã đặt, đồng thời triệt tiêu các tần số cao.
Phạm vi áp dụng
Bộ lọc thông cao có thể được sử dụng để cô lập các tín hiệu tần số cao. Nó cũng thường được sử dụng trong quá trình xử lý tín hiệu âm thanh, ví dụ, trong các bộ lọc riêng biệt, còn được gọi là bộ lọc phân tần. Chúng cũng được sử dụng để xử lý hình ảnh để có thể thực hiện chuyển đổi miền tần số.
Đây là bộ lọc thông cao đơn giản bao gồm:
- Điện trở.
- Tụ.
Công của điện trở trên điện dung (R x C) là hằng số thời gian (thời gian của quá trình) đối với bộ lọc này, sẽ tỷ lệ nghịch với tần số cắt tính bằng hertz (một đơn vị đo các quá trình dao động).
Tính toán bộ lọc thông cao
Vậy chúng ta có thể tính toán như thế nào? Để hoàn thành tất cả các bước ở nhà, bạn cần tạo một trong những bảng tính toán tự động đơn giản nhất trong Microsoft Excel, nhưng để làm được điều này, bạn cần có thể sử dụng các công thức trong chương trình này.
Bạn có thể sử dụng công thức này:
Trong đó f là tần số cắt; R là điện trở của biến trở, Ohm; C là điện dung của tụ điện, F (farads).
Loại
Các thiết bị được giới thiệu có năm loại và bây giờ chúng ta sẽ xem xét từng loại một.
- hình chữ U - chúng trông giống như chữ P;
- hình chữ T - giống chữ T;
- hình chữ L - giống chữ G;
- phần tử đơn (tụ điện đóng vai trò như một bộ lọc caotần số);
- multi-link - đây là những bộ lọc hình chữ L giống nhau, chỉ trong trường hợp này chúng được nối thành chuỗi.
hình chữ U
Bạn có thể nói rằng các bộ lọc này giống như các bộ lọc hình chữ L, nhưng chúng được nối thêm một phần ở phần đầu. Mọi thứ được viết cho hình chữ T sẽ đúng cho hình chữ U. Điểm khác biệt duy nhất là chúng sẽ làm tăng hiệu ứng tắt tiếng trên mạch vô tuyến phía trước.
Để tính toán bộ lọc hình chữ U, bạn sẽ cần sử dụng công thức phân áp và thêm một điện trở shunt bổ sung vào phần tử đầu tiên.
Đây là ví dụ về sự chuyển đổi của bộ lọc RC hình chữ L sang bộ lọc RC hình chữ U cũng có tần số cao:
Bạn có thể thấy trong hình ảnh rằng một điện trở 2R khác được thêm vào mạch gốc, song song với điện trở đầu tiên.
Đây là một ví dụ về chuyển đổi sang RL:
Ở đây, thay vì một điện trở, một cuộn cảm sẽ xuất hiện. Cái thứ hai (2L) cũng được thêm vào, nằm song song với cái thứ nhất.
Và ví dụ thứ ba - chuyển đổi sang LC:
hình chữ T
Bộ lọc hình chữ T là cùng một bộ lọc hình chữ L, chỉ với việc bổ sung thêm một phần tử.
Chúng sẽ được tính toán giống như cách phân áp, sẽ bao gồm hai phần có đáp ứng tần số phi tuyến tính. Tiếp theo, đến giá trị thu được, bạn phải thêm số điện trở của nguyên tố thứ ba.
Bạn cũng có thể sử dụng một phương pháp tính toán khác,tuy nhiên, nó kém chính xác hơn trong thực tế. Bản chất của nó nằm ở chỗ sau giá trị thu được của phần được tính toán đầu tiên của bộ lọc hình chữ L, biến tăng hoặc giảm nhân đôi và được phân phối trên hai phần tử.
Nếu là tụ điện thì giá trị điện dung của các cuộn dây tăng gấp đôi, nếu là điện trở hoặc cuộn cảm thì giá trị của điện trở của các cuộn dây, ngược lại, giá trị của điện trở của các cuộn dây giảm xuống hai lần.
Ví dụ về chuyển đổi được hiển thị bên dưới.
Chuyển từ bộ lọc RC hình chữ L sang hình chữ T:
Hình ảnh cho thấy rằng một tụ điện thứ hai (2C) phải được thêm vào để chuyển đổi.
RL chuyển tiếp:
Trong trường hợp này, mọi thứ đều tương tự. Để chuyển đổi thành công, bạn phải thêm một điện trở thứ hai mắc nối tiếp.
LC chuyển tiếp:
hình chữ L
Bộ lọc hình chữ L là một bộ phân áp bao gồm hai thành phần có đáp ứng tần số phi tuyến tính (đáp ứng tần số). Đối với bộ lọc này, nó được phép sử dụng mạch và tất cả các công thức phân áp.
Nó có thể được biểu diễn như thế này:
Nếu chúng ta thay thế R1 bằng một tụ điện, chúng ta sẽ nhận được một bộ lọc thông cao. Bạn có thể xem ảnh của sơ đồ đã sửa đổi bên dưới:
Công thức tính:
|
U vào=U ra(R1 + R2) / R2; U out \u003d U trongR2 / (R1 + R2); R tổng=R1 + R2 R1=U vàoR2 / U ra - R2; R2=U raR tổng / U trong |
Bây giờchúng ta hãy xem cách tính toán.
Bộ lọc thông cao cho loa tweeter
Cấu trúc của một bộ lọc như vậy khá đơn giản. Nó sẽ chỉ bao gồm hai phần - một tụ điện và một điện trở.
Vai trò của bộ lọc, sẽ lọc ra các thành phần tần số trung và tần số thấp trong tín hiệu âm thanh, sẽ trực tiếp đóng vai trò của chính tụ điện. Và tha thứ cho sự căng thẳng, sự kháng cự sẽ hoạt động như một sự kháng cự, tức là giảm mức âm lượng xuống.
Quan trọng: các tần số cao không bị bộ cân bằng cắt khỏi thiết bị chính - điều này sẽ dẫn đến âm thanh không tốt. Tốt hơn là giảm số lượng của chúng bằng cách kháng cự.
Điện trở tối ưu sẽ được coi là 4.0 và 5.5 Ohm.
Chế tạo Vật phẩm tiêu hao
Để tạo bộ lọc thông cao cho loa tweeter, bạn sẽ cần các vật liệu sau:
- một kháng 5,5 ohm;
- một kháng 4.0 ohm;
- hai tụ điện MBM 1.0uF;
- băng keo hoặc ống co nhiệt.
Bộ lọc thông cao hoạt động
Bộ lọc chủ động có lợi thế rất lớn so với các bộ lọc thụ động, đặc biệt là ở tần số dưới 10 kHz. Thực tế là những cái thụ động chứa cuộn dây có độ tự cảm tăng và tụ điện có điện dung lớn. Bởi vì điều này, chúng trở nên cồng kềnh và đắt tiền, và do đó hiệu suất của chúng cuối cùng là lý tưởng.
Điện cảm lớn đạt được dosố vòng của cuộn dây tăng lên và sử dụng lõi sắt từ. Điều này giải phóng tính chất của cuộn cảm thuần, vì dây dẫn dài của cuộn dây có nhiều vòng dây có điện trở đáng kể, lõi sắt từ chịu tác dụng của nhiệt độ nên ảnh hưởng rất lớn đến tính chất từ của nó. Do cần sử dụng điện dung lớn nên sử dụng tụ điện không có độ ổn định tốt nhất. Chúng bao gồm các tụ điện. Các bộ lọc, được gọi là hoạt động, phần lớn không có những nhược điểm trên.
Các mạch phân biệt và tích hợp được xây dựng bằng cách sử dụng các bộ khuếch đại hoạt động, chúng là các bộ lọc hoạt động đơn giản nhất. Khi các phần tử mạch được lựa chọn theo hướng dẫn rõ ràng, quan sát sự phụ thuộc vào tần số của bộ phân biệt, chúng trở thành bộ lọc tần số cao và vào tần số của bộ tích phân, ngược lại, chúng trở thành bộ lọc tần số thấp. Dưới đây là một bức ảnh giải thích tất cả những điều trên:
Bộ lọc thông cao trên bộ khuếch đại
Hãy xem xét việc lắp đặt bộ khuếch đại trong ô tô.
Trước khi lắp đặt bộ khuếch đại trong ô tô, bạn cần đặt lại tất cả các cài đặt của thiết bị chính về 0. Tần số phân tần phải được đặt trong khoảng 50-70 Hz. Bộ lọc kênh phía trước trên bộ khuếch đại trong ô tô được đặt ở tần số cao. Tần số cắt trong trường hợp này được đặt trong khoảng 70-90 Hz.
Nếu thiết kế cung cấp khả năng khuếch đại từng kênh của loa trước, thì bạn cần tiến hành riêngcài đặt loa tweeter. Để làm được điều này, bộ lọc phải được đặt ở vị trí thích hợp và tần số cắt phải được chọn trong vùng 2500 Hz.
Trong số những thứ khác, bạn cần điều chỉnh độ nhạy của bộ khuếch đại. Để làm điều này, ban đầu nó phải được đặt lại về 0, điều chính là chuyển thiết bị về chế độ âm lượng tối đa, và sau đó bắt đầu tăng độ nhạy. Tại thời điểm biến dạng âm thanh xuất hiện, bạn cần dừng xoay núm và cũng nên giảm một chút độ nhạy của chính nó.
Vẫn có một cách đơn giản để kiểm tra chất lượng âm thanh: nếu sau khi bật, loa siêu trầm nghe thấy tiếng tách và tiếng lách cách, điều này có nghĩa là tín hiệu bị nhiễu.
Âm trầm không nên gắn với loa siêu trầm. Để thực hiện việc này, hãy xoay điều khiển pha trên loa siêu trầm 180 độ. Nếu không có bộ điều chỉnh này, thì bạn cần hoán đổi dây kết nối âm và dương.
Thiết lập bộ xử lý âm thanh. Để làm điều này, bạn cần điều chỉnh độ trễ thời gian cho từng kênh. Bạn cần đặt thời gian trễ trên kênh bên trái để âm thanh phát ra từ loa bên trái đến trình điều khiển cùng lúc với loa bên phải. Có vẻ như âm thanh đang phát ra từ trung tâm của cabin.
Ngoài tất cả những điều trên, bộ xử lý âm thanh có thể loại bỏ âm trầm ràng buộc phía sau cabin. Để làm được điều này, bạn cần đặt độ trễ giống nhau ở các kênh bên phải và bên trái của âm thanh phía trước. Điều này sẽ loại bỏ hiện tượng cục bộ âm trầm xung quanh loa siêu trầm.
Bây giờ bạn không chỉ biếtcách tính toán và lắp ráp bộ lọc tần số bằng chính tay bạn, cũng như cách thiết lập hoạt động của nó chính xác nhất có thể.
