Электрические схемы бесплатно. РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТРЕХПОЛОСНЫХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ

 






РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТРЕХПОЛОСНЫХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ

Категория: Акустика и Звук

AUDIO техника РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТРЕХПОЛОСНЫХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ E. ФРОЛОВ, г. Москва
С поставленной задачей снижения интермодуляционных искажений при звуковоспроизведении громкоговорители Hi-Fi систем составляют из низкочастотных, среднечастотных и высокочастотных динамических головок. Их подключают к выходам усилителей через разделительные фильтры, представляющие собой комбинации LC фильтров нижних и верхних частот.
Ниже приведена методика расчета трехполосного разделительного фильтра по наиболее распространенной схеме.
Частотная характеристика разделительного фильтра трехполосного громкоговорителя в общем виде показана на рис.
1. Здесь: N - относительный уровень напряжения на звуковых катушках головок: fн и fв - нижняя и верхняя граничные частоты воспроизводимой громкоговорителем полосы; fр1 и fр2 - частоты раздела.

Схема РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТРЕХПОЛОСНЫХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


В идеальном случае выходная мощность на частотах раздела должна распределяться поровну между двумя головками. Это условие выполняется, если на частоте раздела относительный уровень напряжения, поступающего на соответствующую головку, снижается на 3 дБ по сравнению с уровнем в средней части ее рабочей полосы частот.
Частоты раздела следует избирать за пределами области наибольшей чувствительности уха (1... 3 кГц). При невыполнении этого условия, из-за разности фаз колебаний, излучаемых двумя головками на частоте раздела одновременно, может быть приметно "раздвоение" звука. Первая частота раздела обычно лежит в интервале частот 400... 800 Гц, а вторая - 4... 6 кГц. При этом низкочастотная головка будет воспроизводить частоты в диапазоне fн...fp1. среднечастотная - в диапазоне fp1... fр2 и высокочастотная - в диапазоне fр2...fв.
Один из распространенных вариантов электрической принципиальной схемы трехполосного громкоговорителя приведен на рис.
2. Здесь: B1 - низкочастотная динамическая головка, подключенная к выходу усилителя через фильтр нижних частот L1C1; В2 - среднечастотная головка, соединенная с выходом усилителя через полосовой фильтр, образованный фильтрами верхних частот C2L3 и нижних частот L2C3. На высокочастотную головку В3 сигнал подается через фильтры верхних частот C2L3 и C4L4.


Схема РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТРЕХПОЛОСНЫХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


Расчет емкостей конденсаторов и индуктивностей катушек производят исходя из номинального сопротивления головок громкоговорителя. Поскольку номинальные сопротивления головок и номинальные емкости конденсаторов образуют ряды дискретных значений, а частоты раздела могут варьироваться в широких пределах, то расчет удобно производить в такой последовательности. Задавшись номинальным сопротивлением головок, подбирают емкости конденсаторов из ряда номинальных емкостей (или суммарную емкость нескольких конденсаторов из этого ряда) такими, чтобы получившаяся частота раздела попадала в указанные выше частотные интервалы.
В разделительных фильтрах обычно используют металлобумажные конденсаторы типов МБГО, МБГП и МБМ с допускаемым отклонением от номинальной емкости не более ± 10%. Наиболее подходящие для использования в фильтрах типономиналы конденсаторов приведены в табл 1.

Тип конденсатора
Емкость, мкф
МБМ
МБГО, МВГП
МБГП
МБГО
0,6
1; 2; 4; 10
15; 26
20; 30
Емкости конденсаторов фильтров С1...С4 для различных сопротивлений головок и соответствующие значения частот раздела приведены в табл 2.

Zг,0м
4.0
4.5
5.0
6.5
8.0
12,5
15








С1,C2, мкф
40
30
30
20
20

15
fp1, Гц
700
840
790
580
700
-
520








С3,С4,
мкф
5
5
4
4
3
2
1 .5
fр2,Гц
5.8
5.2
5.
4,4
4.8
4,6
5.4
Легко видеть, что все значения емкостей могут быть либо непосредственно взяты из номинального ряда емкостей. либо получены параллельным соединением не более чем двух конденсаторов (см. табл. 1).
После того как емкости конденсаторов выбраны, определяют индуктивности катушек в миллигенри по формулам:


Схема РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТРЕХПОЛОСНЫХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


В обеих формулах: Zг-в омах; fp1, fр2 - в герцах.
Поскольку полное сопротивление головки является частотнозависимой величиной, для расчета обычно принимают указанное в паспорте головки номинальное сопротивление Zг, оно соответствует минимальному значению полного сопротивления головки в диапазоне частот выше частоты основного резонанса до верхней граничной частоты рабочей полосы. При этом надо иметь в виду, что фактическое номинальное сопротивление различных образцов головок одного и того же типа может отличаться от паспортного значения на ±20%.
В некоторых случаях радиолюбителям приходится использовать в качестве высокочастотных головок имеющиеся динамические головки с номинальным сопротивлением, отличающимся от номинальных сопротивлений низкочастотной и высокочастотной головок. При этом согласование сопротивлений осуществляют, подключая высокочастотную головку В3 и конденсатор С4 к различным выводам катушки L4 (рис. 2), т. е. эта катушка фильтра играет одновременно роль согласующего автотрансформатора. Катушки можно намотать на круглых деревянных, пластмассовых или картонных каркасах с щечками из гетинакса. Нижнюю щечку следует сделать квадратной; так ее удобно крепить к основанию - гетинаксовой плате, на которой крепят конденсаторы и катушки. Плату крепят шурупами ко дну ящика громкоговорителя. Во избежание дополнительных нелинейных искажений катушки должны выполняться без сердечников из магнитных материалов.
Пример расчета фильтра.
В качестве низкочастотной головки громкоговорителя используется динамическая головка 6ГД-2, номинальное сопротивление которой Zг=8 Ом. в качестве среднечастотной - 4ГД-4 с таким же значением Zг и в качестве высокочастотной - ЗГД-15, для которой Zг=6,5 Ом. Согласно табл. 2 при Zг=8 Ом и емкости С1=С2=20 мкф fp1=700 Гц, а при емкости С3=С4=3 мкф fр2=4,8 кГц. В фильтре можно применить конденсаторы МБГО со стандартными емкостями (С3 и С4 составляют из двух конденсаторов).
По приведенным выше формулам находим: L1=L3=2,56 мГ; L2=L4=0,375 мГ (для автотрансформатора L4 - это важность индуктивности между выводами 1-3).
Коэффициент трансформации автотрансформатора


Схема РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТРЕХПОЛОСНЫХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ


На рис. 3 показана подневольность уровня напряжения на звуковых катушках головок от частоты для трехполосной системы, соответствующей примеру расчета. Амплитудно-частотные характеристики низкочастотной, среднечастотной и высокочастотной областей фильтра обозначены соответственно НЧ, СЧ и ВЧ. На частотах раздела затухание фильтра равно 3,5 дБ (при рекомендуемом затухании 3 дБ).


Схема РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ ТРЕХПОЛОСНЫХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

рис. 3
Отклонение объясняется отличием полных сопротивлений головок и емкостей конденсаторов от заданных (номинальных) значений и индуктивностей катушек от полученных расчетом. Крутизна спада кривых НЧ и СЧ составляет 9 дБ на октаву и кривой ВЧ - 11 дБ на октаву. Кривая ВЧ соответствует несогласованному включению громкоговорителя 1 ГД-3 (в точки 1-3). Как видно, в этом случае фильтр вносит дополнительные частотные искажения.
Примечание редакция. В приводимой методике расчета принято, что среднее звуковое давление при одной и той же подводимой электрической мощности для всех головок имеет примерно одинаковое важность. Вели же звуковое давление, создаваемое какой-либо головкой, приметно больше, то для выравнивания частотной характеристики громкоговорителя по звуковому давлению эту головку рекомендуется подключать к фильтру через делитель напряжения, входное сопротивление которого должно быть равно принятому при расчете номинальному сопротивлению головок.
(РАДИО N 9, 1977 г., с.37-38)






Похожие схемы:

Диапазонные фильтры для HF диапазонов
Диапазонные фильтры для HF диапазонов
Узлы радиолюбительской техники Диапазонные фильтры для HF диапазонов 3-х полюсные фильтры Butterwoth. Имеют входное и выходно сопротивление Z=50 Ом. Диапазон С1, С3, пф С2, пф L1, L3, мкГн L2, мкГн Нижняя частота среза, МГц 1,83,57142128 400020001000500330250 400200100503325 2,21,10,550,280,180,14 22115,52,81,81,4 1,753,386,7813,5620,6527,39 QST, Sept. 1988, p.17-19.


МНОГОПОЛОСНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
МНОГОПОЛОСНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
AUDIO техника МНОГОПОЛОСНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Высокие требования, предъявляемые к современным громкоговорителям, можно удовлетворить лишь с помощью многополосных акустических систем с двумя, тремя или более динамическими головками, каждая из которых воспроизводит только соответствующую часть спектра подводимого к громкоговорителю широкополосного сигнала. В зависимости от числа полос воспроизведения акустические системы могут быть двух-, трехполосными и т. д. Наибольшее распространение в любительской


УНЧ с однополярным 12-вольтовым питанием
УНЧ с однополярным 12-вольтовым питанием
Гильзки Йозеф предложил ряд простых в повторении и недорогих мостовых УНЧ с однополярным 12-вольтовым "мультимедийно-автомобильным" питанием. Первый и второй обеспечивают на 4-омной нагрузке мощность 16 Вт и выполнены на распространенных ИМС TDA2003 и TDA2005. Индуктивность L обеспечивает фильтрацию помех по цепи питания, конструктивно она выполнена проводом ПЭЛ-0,6 - один слой виток к витку на ферритовом стержне диаметром 5 и длиной 50 мм. Более мощный - 2x25 Вт на нагрузке 4 Ома - усилитель выполнен на одной более современной ИМС TDA7375,


Демодулятор частотно-манипулированных сигналов на активных фильтрах
Демодулятор частотно-манипулированных сигналов на активных фильтрах
Радиолюбителю-конструктору Демодулятор частотно-манипулированных сигналов на активных фильтрах М. I. Gordon. Фирма Psynexus Systems (Уилмет, шт. Иллинойс) Если в демодуляторе частотно-манипулированных сигналов вместо LC-фильтров использовать фильтры активного типа, то можно улучшить характеристики демодулятора и уменьшить его размеры. Активные фильтры исключают необходимость применения громоздких и дорогих катушек индуктивности. Данная схема была разработана для демодуляции 110-бодовых


Преобразователь напряжения для питания от гальванического элемента э
Преобразователь напряжения для питания от гальванического элемента э
Преобразователи напряжения в основном собирают по схеме с обратной связью по напряжению (схема Роэра). Но при питании от низковольтного источника тока данную схему нецелесообразно использовать ввиду плохих условий самовозбуждения и низкого КПД. В этом случае лучше применять преобразователь напряжения по схеме, изображенной на рис.1.   Налаживание. Без нагрузки преобразователь не работает, поэтому нужно подключить к выходу преобразователя резистор сопротивлением 1...3 кОм. При соблюдении начала и конца обмоток


МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С СИММЕТРИЧНЫМ ВХОДОМ
МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С СИММЕТРИЧНЫМ ВХОДОМ
AUDIO техника МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С СИММЕТРИЧНЫМ ВХОДОМ Для борьбы с фоном переменного тока сетевой частоты. наводимым на соединительные кабели, в высококачественных микрофонных усилителях используют симметричный вход, реализуемый, как правило, на сложных в изготовлении и требующих тщательного экранирования от внешних магнитных полей симметрирующих трансформаторах. На рисунке показана схема микрофонного усилителя, позволяющая обойтись без такого нетехнологичного элемента, как трансформатор.





Оставить комментарий