aktywne filtry audio

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 17 wrz 2011, 4:18

Potrzebuję trochę informacji na temat filtrów aktywnych i pasywnych. Wyczytałem ostatnio, że przedwzmacniacz mikrofonowy z tego linku ma na wejściu filtr high pass (C1 R2). Wynika z tego, że fc = 1 / 0.00628 czyli jakieś 159 Hz. Jeżeli to jest filtr high pass to odcina wszystkie sygnały poniżej tej częstotliwości. Chcąc więc zrobić wzmocnienie sygnału i filtr low pass na wyjściu powinienem chyba zmienić coś w tym schemacie. Proszę o pomoc bo już trochę się w tym zakręciłem. Temat jest dla mnie dość świeży i jeszcze wszystkiego co jest mi potrzebne nie wiem. Chodzi mi o zmienienie tego filtra jeśli to możliwe na low pass (co możne nie być ani łatwe ani możliwe) albo chociaż zmianę jego parametrów. Wychodzi mi, że żeby pozbyć się tego filtra a jednocześnie nie modyfikować za bardzo schematu wystarczy zmodyfikować układ tak, żeby high pass zaczynał się np. przy częstotliwości 1Hz.

Post autor: **Jony130** » 17 wrz 2011, 6:23

e-lektryk pisze:Wyczytałem ostatnio, że przedwzmacniacz mikrofonowy z tego linku ma na wejściu filtr high pass (C1 R2). Wynika z tego, że fc = 1 / 0.00628 czyli jakieś 159 Hz.

Mi wychodzi Fc = 15.9Hz dla R2 = 1K i 1.59Hz dla R2=10K

e-lektryk pisze:Jeżeli to jest filtr high pass to odcina wszystkie sygnały poniżej tej częstotliwości.

Tak
https://elportal.pl/pdf/k01/69_024.pdf

e-lektryk pisze:Jeżeli to jest filtr high pass to odcina wszystkie sygnały poniżej tej częstotliwości. Chcąc więc zrobić wzmocnienie sygnału i filtr low pass na wyjściu powinienem chyba zmienić coś w tym schemacie. Proszę o pomoc bo już trochę się w tym zakręciłem. Temat jest dla mnie dość świeży i jeszcze wszystkiego co jest mi potrzebne nie wiem. Chodzi mi o zmienienie tego filtra jeśli to możliwe na low pass (co możne nie być ani łatwe ani możliwe) albo chociaż zmianę jego parametrów. Wychodzi mi, że żeby pozbyć się tego filtra a jednocześnie nie modyfikować za bardzo schematu wystarczy zmodyfikować układ tak, żeby high pass zaczynał się np. przy częstotliwości 1Hz.

Ale jaki zakres częstotliwości na wyjściu cie interesuje?

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 17 wrz 2011, 9:30

Mam nadzieję, że się nie pomyliłem w ilości zer. Ściągnąłem to gdzieś w sieci:

1uF = 0.000 001F

1uF = 1000nF
100nF = 0.1uF
czyli
100nF = 0.000 0001F (0.000 001F * 0.1)

10nF = 0.01uF
czyli
10nF = 0.000 000 01F (0.000 001F * 0.01)

fc = 1/(2πRC)

fc = 1 / (6.28 * 10 * 0.0001)

fc = 1 / 0.00628 = 159.236 Hz

W zasadzie interesuje mnie low pass około 60Hz czy 80Hz, chociaż różne źródła różnie podają mid (band) pass od około 100Hz do 300kHz, no i high pass na syczki (jaka to częstotliwość?), wyczytałem gdzieś 12kHz do 20kHz. W zasadzie to trudno powiedzieć czy stroboskop (a raczej kolorofon) powinien mieć takie czy inne częstotliwości. Na pewno filtry powinny być dwustopniowe, pojedyncze przepuszczają dźwięki (wystarczająco głośne żeby przejść przez pojedynczy filtr) o niepożądanych częstotliwościach. Z kolei przy dwustopniowym filtrowaniu traci się na wzmocnieniu i tak koło się zamyka. Może wrzucę schemat układu basowego, nad którym pracuję w tej chwili i może uda się go zmienić tak, żeby działał prawidłowo, co wcale nie jest takie proste jak mi się na początku wydawało (szczególnie jak ma się niedobór wiedzy). W obecnej wersji działa ok, tyle, że zakres mu się za szybko kończy i to mi przeszkadza. Obecnie wzmacniacz mikrofonowy na LM358 ma wzmocnienie 30x a druga część układu z LM386 100x.

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 17 wrz 2011, 10:27

Co sądzisz o czymś takim na wejściu? http://sklep.avt.pl/photo/_pdf/AVT2454.pdf Jeżeli dobrze myślę to taki układ mógłby pracować zamiast potencjometru i urządzenie nie wymagało by ręcznej regulacji przy zmianie głośności.

Post autor: **Jony130** » 17 wrz 2011, 18:58

e-lektryk pisze:
fc = 1/(2πRC)

fc = 1 / (6.28 * 10 * 0.0001)

fc = 1 / 0.00628 = 159.236 Hz

Ten wynik masz dla kondensatora 0.0001F = 100uF i rezystora 10R.

I pamiętaj że Google takie obliczenia zrobi za ciebie.
Bo widzę że masz z tym problem

1nF = 1E-9
10nF = 10E-9
100nF = 100E-9
1uF = 1E-6
10uF = 10E-6
100uF = 100E-6

I podobnie dla rezystorów

1K = 1E3
1M = 1E6

Czyli chcąc obliczyć Fc dla C = 470nF i R = 22K wklepujemy to w Google
1/(2*pi * 22E3 * 470E-9) i mamy od razu wynik Fc = 15.3921608Hz
Już nie wspomnę o tej stronie
http://www.wolframalpha.com/input/?i=1% ... +*470nF%29+

e-lektryk pisze:W zasadzie interesuje mnie low pass około 60Hz czy 80Hz, chociaż różne źródła różnie podają mid (band) pass od około 100Hz do 300kHz, no i high pass na syczki (jaka to częstotliwość?), wyczytałem gdzieś 12kHz do 20kHz.

No to w takim razie potrzebujesz jednego wzmacniacza mikrofonowego który przenosi całe pasmo.
I to wyjścia wzmacniacza mikrofonowego podłączasz równolegle trzy aktywne filtry.
Dolnoprzepustowy, środkowoprzepustowy i górnoprzepustowy.

e-lektryk pisze:Co sądzisz o czymś takim na wejściu? http://sklep.avt.pl/photo/_pdf/AVT2454.pdf Jeżeli dobrze myślę to taki układ mógłby pracować zamiast potencjometru i urządzenie nie wymagało by ręcznej regulacji przy zmianie głośności.

Poszukaj sobie prostszego układu, może sam układ automatycznej regulacji wzmocnienia

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 17 wrz 2011, 19:05

fc = 1 / (2*3.14*R*c)

1 / 0.0125

0.0125 szukana wartość dla częstotliwości 80Hz

0.00199 (R * C)

0.002 / 3 = 0.000 6

0.000 000 006

R=300k C=6nF fc=80Hz

Spr.

1 / 0.011304 = 88.5Hz +/-10%

fc > 79.65Hz ^ fc < 97.35Hz

szeregowe połączenie kondensatorów 10nF

1/C = 1/10nF + 1/10nF

1/0.2nF = 5nF

+ 1nF równolegle.

lub 6.8nF (pod ręką mam tylko te co wcześniej pisałem :/)

Twoja koncepcja zrujnowała moje obliczenia, bo automatycznie zmniejszy mi się wzmocnienie jeżeli zastosuję rezystor 22k zamiast 10k, chyba, że dam 10k i 1uF zamiast 0.47uF.

Post autor: **Jony130** » 17 wrz 2011, 19:10

Łatwiej liczyć w drugą stronę, wszak rezystorów mamy większy wybór
R = 0.16/ ( F * C) = 0.16/(80Hz * 10nF) = 200K

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 17 wrz 2011, 19:14

W sumie tak, tylko co ze wzmocnieniem Av = 1 + (300/10) = 31, a gdy Av = 1 + (200/10) = 21. Chcę przerobić ten układ jak najmniejszym nakładem pracy, więc muszę wszystko przeliczyć, żeby jak najmniej eksperymentować. Udało mi się zrobić filtr basowy. Układ wreszcie pracuje poprawnie (chyba też dzięki wymianie kondensatora na 1uF). Jeden z filtrów umieściłem bezpośrednio we wzmacniaczu LM358 a drugi (pasywny) o zbliżonych parametrach na wyjściu do LM386. W zasadzie wzmocnienie 20 jest też dopuszczalne bo pod koniec skali układ samoczynnie się wzbudza, co jest dość denerwujące, więc pewnie wzmocnienie jest nawet za duże. Co ciekawe IRL530N ma napięcie nasycenia od 1 do 2V i to samo jest z IRLZ 34N, ale ten drugi sprawdza się o niebo lepiej.

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 18 wrz 2011, 10:29

W jaki sposób mogę policzyć końcowe napięcie jakie będę miał na wyjściu z opampa przy określonym wzmocnieniu? W tej chwili mam wzmocnienie Av = 31 i napięcie z mikrofonu nie przekracza 1V. Szukam też tego aktywnego wzmacniacza i może ktoś ma już jakieś gotowe rozwiązanie? Znalazłem coś takiego:
Obrazek

Tyle, że nie wiem jaki sygnał wychodzi bezpośrednio z mikrofonu i czy po wzmocnieniu będzie zawierał się w tych granicach. Jak mogę to określić, bo sam już nie bardzo wiem czego szukam.

Znalazłem też taki schemat:

Obrazek

I taki:

Który z nich jest najlepszy i czy w ogóle, któryś się nadaje?

http://electroschematics.com/479/automa ... e-control/

Post autor: **Jony130** » 18 wrz 2011, 14:21

Zobacz sobie na ten schemat.
http://educypedia.karadimov.info/librar ... t_Unit.pdf

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 18 wrz 2011, 16:27

Ten układ wygląda zacnie. Zastanawiam się tylko czy muszę coś w nim zmienić, żeby nie kombinować z napięciem, bo całość zasilam z zasilacza 12V, no i panele LED też chciałem zrobić na 12V. Chciałbym też wpiąć MOSFET'y zamiast BC548N, a to chyba nie będzie już takie proste, bo tranzystory bipolarne potrzebują mniejszego napięcia żeby się otworzyć więc pozostaje tylko podpięcie ich pod BC548. Czy tak można to zrobić?! Czy muszę użyć dodatkowo tranzystora PNP?

Post autor: **Jony130** » 18 wrz 2011, 20:34

Jak sam zauważyłeś MOSFET ma wiesze napięcie otwarcia, a takie połączenie jakie zastosowałeś jeszcze zwiększy je o napięcie otwarcia tranzystora bipolarnego.
A ile te twoje diody pobierają prądu że nie możesz dać bipolarnego ??

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 18 wrz 2011, 21:31

V+ to 12V i tyle ma przejść przez BC548 na bramę N-FET Połączenie 1k - 10k to dzielnik napięcia, który ma dać 10V, bo tyle wystarczy do pełnego otwarcia klasycznego tranzystora N-FET (10k ma przy okazji zapobiegać stanom nieustalonym). W zasadzie to trudno powiedzieć ile będą pobierały, bo jeszcze nie zdecydowałem ale nie więcej niż 100 - 150 mA na kolor. Może masz rację i taniej będzie użyć jakichś NPN zamiast N-FET i NPN. BD137 będzie się nadawał zamiast BC548?

Post autor: **Jony130** » 18 wrz 2011, 22:03

e-lektryk pisze:V+ to 12V i tyle ma przejść przez BC548 na bramę N-FET Połączenie 1k - 10k to dzielnik napięcia, który ma dać 10V, bo tyle wystarczy do pełnego otwarcia klasycznego tranzystora N-FET (10k ma przy okazji zapobiegać stanom nieustalonym).

Tylko jest jeden problem z tym opisem.
Na schemacie który narysowałeś tranzystor pracuje w układzie wtórnika emiterowego.
A to oznacza konieczność podania na bazę napięcia 12.6V by uzyskać 12V na emiterze.

e-lektryk pisze:BD137 będzie się nadawał zamiast BC548?

Może zrób Darlingtonia z BC548 + BD137

e-lektryk · Post autor: **e-lektryk** » 19 wrz 2011, 20:07

Darlingtony są wolne, więc może lepiej już zastąpić BC548 mocniejszym tranzystorem NPN lub połączyć NPN z PNP stąd moje pytanie czy BC137 może zastąpić BC548 (w tym samym połączeniu co na oryginalnym schemacie) tak żeby Ice mieścił się w granicach 40 - 150 mA. Co do wtórnika emiterowego to masz rację bo na bramkę BC548 na pewno nie dochodzi napięcie 12.6V. Nie wiem jakie napięcie dochodzi na bazę BC548 i to w zasadzie jest problem, bo BD137 potrzebuje 0.5V na wypełnienie a włącza się przy 1V. Prąd 0.005A wystarczy czy musi być większy, żeby BC137 się otworzył? Może wypadało by zmienić rezystor na wejściu?