Проектирование параллельного режекторного фильтра RLC последовательно с нагрузкой из параметров f0, коэффициента усиления, добротности

Я пытался разработать полосовой заграждающий фильтр для своих наушников, чтобы обрезать чрезмерные высокие частоты и обеспечить более ровную частотную характеристику.

С программным эквалайзером и множеством попыток мне удалось прийти к разумному: ф 0 "=" 4800 ЧАС г , г а я н "=" − 10 д Б , 1 / 3 < Вопрос < 0,4 (или в полосе пропускания октавы, 3.447 > Б Вт > 3 ). См. необработанную частотную характеристику и отфильтрованную .

Я хотел бы превратить это в параллельный фильтр RLC последовательно с наушниками. К сожалению, у меня нет формального образования в области электроники, поэтому мне приходится полагаться в основном на различные веб-сайты и учебные пособия.

Однако все они описывают схемы RLC без подключенной нагрузки. Добавление нагрузочного резистора полностью изменяет коэффициент усиления и Вопрос фактор, и я не знаю точных отношений. Это связано с правилом делителя напряжения или чем-то подобным?

мне удалось получить соответствующий р методом проб и ошибок, от р л о а д и получить. мне тоже удалось посчитать л С от отношений ш 0 "=" 1 л С . Однако уравнение Вопрос "=" р С л который подходит для параллельного RLC без нагрузки, в данном случае совершенно неверен.

Мой вопрос будет заключаться в том, как определить л и С из этих параметров:

f0 = 4800Hz
gain = -10dB
Q between 1/3 and 0.4
impedance of headphones: 32 ohm nominally, can get around 35 ohm at 4800Hz
impedance of amplifier: 0.09 ohm

Схема до сих пор (с неточным л и С ценности):

Схема CircuitLab u8shfw

Вы говорите, что пытаетесь уменьшить «чрезмерные высокие частоты» и, по традиции, для этого вам нужно использовать фильтр низких частот, а не BPF - можете ли вы объяснить свои рассуждения? Можете ли вы также записать по одному термину за раз то, что, по вашему мнению, вам нужно - меня беспокоит 1/3<Q<0,4 или 3,447>BW>3 - вы говорите, что Q может быть x ИЛИ BW может быть y как альтернатива?
Что ж, чрезмерные максимумы сосредоточены вокруг 4800 Гц с пиками на 4800 Гц, ~ 7300 Гц и где-то около ~ 11300 Гц. Полосовой фильтр кажется более подходящим, чем простой фильтр нижних частот. См. необработанные и отфильтрованные
@Andyaka: Он сказал полосовой , а не полосовой.
BW находится в полосе пропускания октавы
Я думаю, вам нужна лучшая спецификация того, чего вы пытаетесь достичь - вы говорите ~ 7300 Гц, потому что в этой области есть некоторые сигналы, которые вас беспокоят? То же ~ 11300 Гц
@ Дэйв Твид - да, он сделал мою ошибку
Никто не видел ни человека за стеклом, ни случайный переход на Super User .
@Andy aka: смотрите необработанные и отфильтрованные с помощью пикового фильтра Electri-Q. Я пытаюсь уменьшить эту высокую область в целом, потому что это звучит лучше и проще, чем пытаться справиться со всеми пиками. Пробовал оба подхода, эти настройки эквалайзера кажутся лучшими. Пики не так мешают при правильном высоком уровне.

Ответы (2)

В общем, разработка пассивных фильтров для работы с низкими, сильно зависящими от частоты (т. е. реактивными) и плохо контролируемыми импедансами, характерными для таких вещей, как наушники, — не лучший подход.

Было бы лучше ослабить сигнал наушников по мере необходимости, чтобы запустить его в активный (на основе операционных усилителей) фильтр с нужными характеристиками, а затем снова усилить его до уровня наушников на выходе. Результаты будут намного более стабильными и их будет легче настроить для конкретных приложений.

На самом деле, вы можете приобрести такие блоки — как параметрические, так и графические эквалайзеры для наушников — в готовом виде.

Какие побочные эффекты он может иметь? Я видел гибридный фильтр , работающий с пиком 7300 Гц, содержащий как последовательный RLC в шунте, так и параллельный RLC последовательно с нагрузкой. Никогда не понимал необходимости и того, и другого, возможно, он создан для компенсации нестабильного импеданса?
Могут ли у него быть другие побочные эффекты, кроме нестабильного усиления и добротности? Потому что я могу жить с этим. И я не совсем знаком с операционными усилителями, так что это добавило бы мне дополнительных сложностей.
График импеданса довольно бесполезен при такой сжатой вертикальной шкале. Он скрывает изменения частоты, которые являются ключом к реактивным компонентам нагрузки. Эти компоненты могут создавать нежелательные резонансы — новые пики и провалы в частотной характеристике, которые отличаются от того, что вы предполагали.

Предполагая, что вы заметили комментарии Дейва Твида о том, как настроить схему для работы с наушниками, но решили использовать RLC с прямым подключением, я бы выбрал LC следующим образом:

Коэффициент "R" последовательно с катушкой индуктивности - возможно, отсюда и возникла ваша путаница.

Если вы знаете, какой Q вам нужен, преобразуйте его в коэффициент демпфирования, ζ: -

ζ "=" 1 2 Вопрос

Тогда приравнивая: -

ζ "=" р 2 С л

Используя ваши значения 6,8 мГн и 150 нФ, с Q 0,4 дает значение R 530 Ом. Это последовательно с катушкой индуктивности. Убедитесь, что ваша катушка индуктивности имеет собственную резонансную частоту намного выше 20 кГц - стремитесь к 100 кГц.

@jippie - спасибо за классные правки - я мог бы это сделать - есть ли шпаргалка, чтобы я мог легко запомнить. Может быть, мне нужно пройти курс обучения?
«Коэффициент R включен последовательно с катушкой индуктивности». В остальном он неизменен, вот так ? Вроде фильтр высоких частот, а не полосовой, если я что-то не накосячил.
@Frigo это определенно полосовой фильтр, но, возможно, вы неправильно оценили Q. Я использовал Q = 0,4 (согласно вашим инструкциям), что мне интуитивно кажется немного низким.
В чем, кстати, преимущество этой конструкции?
@Frigo Наиболее распространенное определение Q для параллельно настроенной цепи использует формулу с R последовательно с катушкой индуктивности, потому что катушки индуктивности сделаны из проволоки и имеют потери, которые можно объединить как последовательные элементы. Конденсаторы, с другой стороны, имеют потери, которые естественно рассматривать как параллельный резистор, но эти потери можно игнорировать по сравнению с основным фактором потерь, катушкой индуктивности.
Проектирование параллельного режекторного фильтра RLC последовательно с нагрузкой из параметров f0, коэффициента усиления, добротности
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v