Cet article vous expliquera comment créer un filtre passe-haut de vos propres mains. Mais avant d'entrer dans le vif du sujet, nous devons comprendre quelque chose. Quels sont les filtres passe-haut et passe-bas eux-mêmes.
Définition
Les filtres peuvent être divisés en fréquences supérieures (hautes) et inférieures (basses). Pourquoi les gens disent-ils souvent des fréquences "élevées" et non "élevées" ? Cela est dû au fait que les hautes fréquences en ingénierie du son commencent à partir de deux kilohertz. Mais deux kilohertz dans l'ingénierie radio est la fréquence du son, et c'est pourquoi on l'appelle "faible".
Il existe aussi une chose telle que la fréquence moyenne. Il fait référence à l'ingénierie du son. Alors, qu'est-ce qu'un filtre passe-milieu ? Il s'agit d'une combinaison de plusieurs des dispositifs ci-dessus. Il peut également s'agir d'un filtre passe-bande.
Un filtre passe-haut est un dispositif électronique ou autre qui laisse passer les fréquences supérieures du signal et qui, à l'entrée, supprime la fréquence du signal conformément à une coupure préalablement définie. Le degré de suppression dépendra également du type particulier de filtre.
La basse fréquence diffère en ce qu'elle peut transmettre le signal entrant,qui sera en dessous de la coupure définie, tout en supprimant les hautes fréquences.
Champ d'application
Le filtre passe-haut peut être utilisé pour isoler les signaux haute fréquence. Il est également souvent utilisé dans le traitement des signaux audio, par exemple dans des filtres séparés, également appelés filtres croisés. Ils sont également utilisés pour le traitement d'image afin que la conversion du domaine fréquentiel puisse être effectuée.
Voici en quoi consiste un filtre passe-haut simple:
- Résistance.
- Condensateur.
Le travail de la résistance sur la capacité (R x C) est la constante de temps (durée du processus) pour ce filtre, qui sera inversement proportionnelle à la fréquence de coupure en hertz (une unité de mesure des processus d'oscillation).
Calcul du filtre passe-haut
Alors, comment pouvons-nous calculer ? Pour effectuer toutes les étapes à la maison, vous devez créer l'un des tableaux de calcul automatique les plus simples de Microsoft Excel, mais pour cela, vous devez pouvoir utiliser les formules de ce programme.
Vous pouvez utiliser cette formule:
Où f est la fréquence de coupure; R est la résistance de la résistance, Ohm; C est la capacité du condensateur, F (farads).
Types
Les appareils présentés sont de cinq types, et nous allons maintenant les considérer un par un.
- En forme de U - ils ressemblent à la lettre P;
- En forme de T - ressemble à la lettre T;
- En forme de L - ressemble à la lettre G;
- élément unique (le condensateur sert de filtre pour les hautesfréquences);
- multi-link - ce sont les mêmes filtres en forme de L, seulement dans ce cas ils sont connectés en série.
en forme de U
On peut dire que ces filtres sont les mêmes que ceux en forme de L, mais ils sont joints en plus par une autre partie au début. Tout ce qui sera écrit pour la forme en T sera vrai pour la forme en U. La seule différence est qu'ils augmenteront l'effet de shunt sur le circuit radio à l'avant.
Pour calculer un filtre en forme de U, vous devrez utiliser la formule du diviseur de tension et ajouter une résistance shunt supplémentaire au premier élément.
Voici des exemples de transition du filtre RC en forme de L vers le filtre RC en forme de U également pour les hautes fréquences:
Vous pouvez voir sur l'image qu'une autre résistance 2R est ajoutée au circuit d'origine, parallèlement à la première.
Voici un exemple de conversion en RL:
Ici, au lieu d'une résistance, une inductance apparaîtra. Une seconde (2L) est également ajoutée, située parallèlement à la première.
Et le troisième exemple - conversions en LC:
En forme de T
Le filtre en forme de T est le même filtre en forme de L, seulement avec l'ajout d'un élément supplémentaire.
Ils seront calculés de la même manière que le diviseur de tension, qui sera composé de deux parties avec une réponse en fréquence non linéaire. Ensuite, à la valeur obtenue, vous devez ajouter le nombre de réactance du troisième élément.
Vous pouvez également utiliser une autre méthode de calcul,cependant, il est moins précis dans la pratique. Son essence réside dans le fait qu'après la valeur obtenue de la première partie calculée du filtre en forme de L, la variable augmente ou diminue en doublant et est répartie sur deux éléments.
Si c'est un condensateur, alors la valeur de la capacité des bobines double, si c'est une résistance ou une self, alors la valeur de la résistance des bobines, au contraire, chute deux fois.
Des exemples de conversion sont présentés ci-dessous.
Transition d'un filtre RC en forme de L à un filtre en forme de T:
L'image montre qu'un deuxième condensateur (2C) doit être ajouté pour la transition.
Transition RL:
Dans ce cas, tout est par analogie. Pour une transition réussie, vous devez ajouter une deuxième résistance connectée en série.
Transition LC:
en forme de L
Un filtre en forme de L est un diviseur de tension composé de deux composants avec une réponse en fréquence non linéaire (réponse en fréquence). Pour ce filtre, il est permis d'utiliser le circuit et toutes les formules de diviseur de tension.
Il peut être représenté comme ceci:
Si nous remplaçons R1 par un condensateur, nous obtenons un filtre passe-haut. Vous pouvez voir une photo du schéma modifié ci-dessous:
Formules de calcul:
|
U in=U out(R1+R2)/R2; U out \u003d U inR2 / (R1 + R2); R totale=R1+R2 R1=U inR2/U out - R2; R2=U outR total/U in |
MaintenantVoyons comment calculer.
Filtre passe-haut pour les tweeters
La structure d'un tel filtre est assez simple. Il se composera de seulement deux parties - un condensateur et une résistance.
Le rôle du filtre, qui filtrera les composantes moyenne et basse fréquence du signal audio, jouera directement le rôle du condensateur lui-même. Et pardonnez la tautologie, la résistance agira comme une résistance, c'est-à-dire qu'elle réduira le niveau de volume.
Important: les hautes fréquences ne sont pas coupées par l'égaliseur de l'appareil principal - cela conduira à un mauvais son. Il vaut mieux réduire leur nombre avec résistance.
La résistance optimale sera considérée comme 4,0 et 5,5 Ohm.
Consommables d'artisanat
Pour créer un filtre passe-haut pour le tweeter, vous aurez besoin des matériaux suivants:
- une résistance 5,5 ohms;
- une résistance 4.0 ohm;
- deux condensateurs MBM 1.0uF;
- ruban adhésif ou gaine thermorétractable.
Filtre passe-haut actif
Les filtres actifs ont un énorme avantage sur leurs homologues passifs, en particulier à des fréquences inférieures à 10 kHz. Le fait est que les passifs contiennent des bobines d'inductance accrue et des condensateurs, qui ont une grande capacité. De ce fait, ils s'avèrent encombrants et coûteux, et donc leurs performances sont loin d'être idéales au final.
Une grande inductance est obtenue grâce àun nombre accru de spires de la bobine et l'utilisation d'un noyau ferromagnétique. Cela libère ses propriétés d'inductance pure, car le long fil de la bobine avec un grand nombre de spires a une résistance importante, et le noyau ferromagnétique est affecté par la température, ce qui affecte grandement ses propriétés magnétiques. Du fait qu'il faut utiliser une capacité importante, il faut utiliser des condensateurs qui n'ont pas la meilleure stabilité. Ceux-ci incluent des condensateurs électrolytiques. Les filtres, dits actifs, sont largement dépourvus des inconvénients ci-dessus.
Les circuits différenciateurs et intégrateurs sont construits à l'aide d'amplificateurs opérationnels, ce sont les filtres actifs les plus simples. Lorsque les éléments du circuit sont sélectionnés selon des instructions claires, en observant la dépendance à la fréquence du différentiateur, ils deviennent des filtres haute fréquence, et à la fréquence des intégrateurs, au contraire, ils deviennent des filtres basse fréquence. Une photo expliquant tout ce qui précède est donnée ci-dessous:
Filtre passe-haut sur l'amplificateur
Envisageons d'installer un amplificateur dans une voiture.
Avant de configurer l'amplificateur dans la voiture, vous devez réinitialiser tous les paramètres de l'appareil principal à zéro. La fréquence de croisement doit être réglée dans la plage de 50 à 70 Hz. Le filtre du canal avant de l'amplificateur de la voiture est réglé sur les hautes fréquences. La fréquence de coupure dans ce cas est définie dans la plage de 70 à 90 Hz.
Si la conception prévoit une amplification canal par canal des haut-parleurs avant, vous devez effectuer une analyse séparéeréglages des tweeters. Pour ce faire, le filtre doit être réglé dans la position appropriée et la fréquence de coupure doit être sélectionnée dans la région de 2500 Hz.
Entre autres choses, vous devez régler la sensibilité de l'amplificateur. Pour ce faire, il doit d'abord être remis à zéro, l'essentiel est de transférer l'appareil en mode volume maximum, puis de commencer à augmenter la sensibilité. Au moment où la distorsion du son apparaît, vous devez arrêter de tourner le bouton et vous devez également réduire légèrement la sensibilité elle-même.
Il existe encore un moyen simple de vérifier la qualité du son: si, après la mise sous tension, des clics se font entendre dans le subwoofer et des grésillements dans le haut-parleur, cela signifie qu'il y a des interférences avec le signal.
Les basses ne doivent pas être liées à un subwoofer. Pour ce faire, tournez la commande de phase du subwoofer à 180 degrés. Si ce régulateur n'est pas présent, vous devez échanger les fils de connexion positifs et négatifs.
Configurer le processeur de son. Pour ce faire, vous devez régler les temporisations de chacun des canaux. Vous devez définir une temporisation sur le canal gauche pour que le son provenant des haut-parleurs de gauche parvienne au conducteur en même temps que celui de droite. Vous devriez avoir l'impression que le son provient du centre de la cabine.
En plus de tout ce qui précède, le processeur de son peut supprimer la liaison des basses à l'arrière de la cabine. Pour ce faire, vous devez définir les mêmes retards dans les canaux droit et gauche de l'acoustique avant. Cela éliminera la localisation des graves autour du subwoofer.
Maintenant, vous savez non seulementcomment calculer et assembler un filtre de fréquence de vos propres mains, mais aussi comment configurer son fonctionnement le plus précisément possible.
