כיצד לתכנן מעגלי מסנן גבוהים ועוברים נמוכים במהירות

בפוסט זה אנו לומדים כיצד לעצב מעגלי סינון שמע כגון מסנן מעברים גבוהים ומעגלי מסנן נמוך לעבור ללא מאמץ מבלי לעבור על הטרדות של סימולציה וחישובים מורכבים. העיצובים שהוצגו יאפשרו ליצור מעגלי סינון רק עבור רצועות התדרים הספציפיות הרצויות ולחסום את כל התדרים הלא רצויים האחרים.

מה מסנן High Pass

כפי שהשם מרמז, מעגל מסנן גבוה עוצב כדי להחליש את כל התדרים מתחת לתדר שנבחר מסוים, ולעבור או לאפשר את כל התדרים שמעל סף זה. העיקרון מנוגד בדיוק למעגל פילטר נמוך.

טווח הניתוק הוא בדרך כלל בטווח תדרים גבוה יחסית (בקילו-הרץ),

גרף התגובה הבא של מסנן מעבר גבוה מציג את תמונת צורת הגל המציינת כיצד כל התדרים מתחת לסף הניתוק שנבחר מוחלשים או נחסמים בהדרגה, ככל שהתדר יורד.

שתי התמונות הבאות מוגדרות כמעגלי מסנן מעברים גבוהים סטנדרטיים, כאשר הראשון מיועד לעבוד עם אספקה ​​כפולה ואילו השני מוגדר לפעול עם ספק יחיד.

בשתי התצורות לעיל, האופמפ מהווה את הרכיב הפעיל המרכזי לעיבוד, ואילו הנגדים והקבלים המשויכים לחוטי סיכות הכניסה של האופמפ מוצגים לקביעת נקודת החיתוך של המסנן הגבוה, תלוי באופן שבו הערכים של אלה רכיבים פסיביים מחושבים לפי מפרטי המשתמשים או דרישותיהם.

כיצד לעצב מסנן High Pass מותאם אישית

כפי שהוצע, כדי לתכנן מעגל מסנן גבוה לעבור במהירות, ניתן להשתמש בנוסחאות הבאות ובשלבים הבאים לחישוב הנגדים והקבלים הרלוונטיים.

ראשית, בחר ערך מתאים באופן שרירותי עבור C1 או C2, שניהם יכולים להיות זהים.

לאחר מכן, חישב R1 באמצעות הנוסחה הבאה:

R1 = 1 / √2 x π x C1 x תדר

כאן המונח 'תדר' מתייחס לסף החתך הגבוה הרצוי שמתחתיו יש להחליש או להתעלם מתדרים לא רצויים אחרים בהדרגה.

לבסוף, חישבו את R2 באותו אופן כמו לעיל בעזרת המשוואה הבאה:

R2 = 1/2 √2 x π x C1 x תדר

ניתן לראות את גרסת האספקה ​​היחידה של מעגל המסנן המעבר הגבוה המעורב בקבל קבלים אחר שאינו קריטי ויכול להיות בערך פי 100 או פי 1000 מ- C1.

הדיונים לעיל מראים כיצד פשוט כל אחד יכול לחשב ולעצב מעגל מסנן גבוה לעבור במהירות ליישום מסוים שיכול להיות מעגל בקרת טרבל, אקולייזר גרפי עם 10 להקות או מעגל קולנוע ביתי וכו '.

כיצד עובדים מסנני Low Pass

כפי שהשם מרמז מעגלי פילטר נמוכים נועדו להעביר או לנהל טווח מועדף של תדרים הנמוך או מתחת לסף החיתוך הרצוי, ולהחליש או לחסום בהדרגה את התדרים שמעל ערך זה.

בדרך כלל אופמסים משמשים לייצור מעגלי פילטר כאלה, מכיוון שאופפסים מתאימים ביותר ליישומים אלה בשל מאפייניהם הרב-תכליתיים ביותר.

תרשים המציג תדירות לעומת רווח

הגרף הבא מספק את תגובת תדר המסנן הנמוך במעבר נמוך לגבי הרווח, אנו יכולים לראות בבירור כיצד התגובה מוחלשת (צונחת בהדרגה) כאשר התדר עולה מעבר לסף הניתוק המסוים.

התמונות הבאות מתארות את התקן מעגלי פילטר נמוכים המעוצבים על ידי אופמפ . הראשון צריך להיות מופעל על ידי אספקה ​​כפולה, והשני עובד באמצעות מתח אספקה ​​יחיד.

תכנון מעגל סינון מעברים נמוך

הרכיבים R1, R2 ו- C1, C2 שהוגדרו עם (+) וה- pinouts הקלט ההפוך (-) של ה- opamp מחליטים בעצם את טווח הניתוק של המסנן, ואת אלה יש לחשב בצורה אופטימלית בזמן התכנון. המעגל.

לצורך חישוב פרמטרים אלו ועיצוב מעגל מסנן נמוך לעבור במהירות תוך מספר דקות ניתן להשתמש בנוסחאות הבאות ובשלבים המוסברים:

ראשית עלינו למצוא את C1 שנוכל לעשות על ידי בחירת ערך כלשהו באופן נוח לנוחיותנו.

לאחר מכן נוכל לחשב את C2 עם הנוסחה:

C2 = C1 x 2

R1 ו- R2 יכולים להיות זהים, וניתן לחשב אותם באמצעות הנוסחה הבאה:

R1 או R2 = 1/2 √2 x π x C1 x תדר.

כאן 'התדר' הוא הטווח בו צפוי לעבור מעבר החיתוך, או טווח הניתוק הרצוי.

הערכים של Cin ו- Cout המוצגים במסנן המעבר הנמוך של אספקה ​​נמוכה אינם קריטיים ואלה יכולים להיות כל דבר פי 100 עד 1000 מאלה של C1, כלומר אם בחרתם ב- C1 כ- 0.1uF, אז אלה יכולים להיות בין 10UF ל- 100UF וכו '. ניתן לבחור במפרט המתח כפול מזה של מתח האספקה ​​המשמש.

הנגדים כולם מדורגים 1/4 וואט, 5% או 1%.

זהו זה! .... בעזרת הטכניקה הפשוטה שלעיל תוכלו לעצב במהירות מסנן נמוך לעבור טוב למדי ולהשתמש בו ליישום ספציפי שיכול לכלול מעגל מוסיקה בס גבוה, רמקול פעיל ברשת או מערכת קולנוע ביתית וכו '.

מידע נוסף: https://drive.google.com/file/d/1yo_WH0NzYg43ro_X0ZrXoLYSM5XOzKU8/view?usp=sharing