Zemfrekvences filtri: viss, kas jums jāzina

  • Zemas caurlaidības filtrs laiž cauri zemām frekvencēm un vājina augstās frekvences.
  • Ir dažādi filtru veidi (RC, RL, LC) atkarībā no to konstrukcijas un sastāvdaļām.
  • Zemfrekvences filtrus var izmantot elektroniskajās shēmās un audio ražošanā.
  • Dažādu veidu filtri (Butterworth, Chebyshev u.c.) piedāvā unikālas iespējas katrai lietojumprogrammai.

zemas caurlaidības filtra ķēde

Zemfrekvences filtri ir būtisks instruments daudzās tehniskajās jomās, sākot no audio signālu apstrādes līdz elektronisko shēmu projektēšanai. Tās ir ierīces, kas ļauj iziet cauri zemām frekvencēm, vienlaikus vājinot augstākas, kas ir ļoti noderīga, lai kontrolētu troksni un manipulētu ar signāliem. Šajā rakstā mēs iedziļināsimies tajā, kas tie ir, kā tie darbojas, kādi ir dažādie veidi un kā tie tiek izmantoti dažādās lietojumprogrammās.

Neatkarīgi no tā, vai strādājat pie shēmas projektēšanas, audio miksu precizēšanas vai vienkārši vēlaties labāk izprast, kā tiek filtrēti augstfrekvences signāli, šajā rakstā tiks sniegta visa informācija, kas jums jāzina par zemas caurlaidības filtriem. Tā ir plaša tēma, taču, izprotot pamatus, redzēsit, ka šie rīki ir patiesi daudzpusīgi un noderīgi.

Kas ir zemas caurlaidības filtrs?

Zemfrekvences filtrs ir elektroniskā filtra veids, kas viegli laiž cauri zemas frekvences signālus un vājina augstfrekvences signālus. Citiem vārdiem sakot, tā ir ierīce, kas ļauj zemākām frekvencēm sasniegt ķēdes galu, vienlaikus bloķējot vai samazinot augstāko intensitāti.

Šāda veida filtri ir ļoti svarīgi dažādās jomās, piemēram, elektronikā un signālu apstrādē, jo tas novērš augstfrekvences troksni vai izlīdzina signālus, kuriem var būt straujas izmaiņas vai nevēlami maksimumi. Audio to izmanto arī, lai sniegtu lielāku skaidrību basa skaņām, noņemot nevajadzīgas augstās frekvences.

Galvenais punkts, kur notiek šī frekvenču diskriminācija, tiek saukts nogriešanas frekvence. Frekvences zem šī punkta netiek ietekmētas, savukārt augstāk esošās frekvences tiek vājinātas. Cik daudz tie ir blāvi, ir atkarīgs no filtra slīpums, kas ir mērs, kas novērtē, cik strauja ir pāreja starp frekvencēm.

Filtra diagramma

Izplatītākie zemas caurlaidības filtru veidi

Ir vairāki zemas caurlaidības filtru veidi, katram ir savas specifiskās īpašības un pielietojuma veidi. Tālāk ir apskatīti visizplatītākie veidi un to izmantošanas veidi.

  • RC filtrs (rezistors-kondensators): Šis ir viens no vienkāršākajiem zemas caurlaidības filtru veidiem. Šāda veida konfigurācijā kondensators un rezistors ir izvietoti tā, lai rezistors ierobežotu strāvas daudzumu, kas iet caur ķēdi, un kondensators bloķē vai vājina augstfrekvences signālus. Rezultāts ir filtrs, kas ļauj iziet cauri zemām frekvencēm un vājina augstās frekvences.
  • RL filtrs (rezistors-induktors): šāda veida filtrā kondensatora vietā tiek izmantots induktors. Induktoriem, atšķirībā no kondensatoriem, ir augsta pretestība augstās frekvencēs, kas liek tiem bloķēt šīs frekvences, vienlaikus izlaižot zemas frekvences. Šāda veida filtri ir biežāk sastopami lietojumos, kur tiek izmantota lielāka jauda elektrība.
  • LC filtrs (induktors-kondensators): Apvienojot induktoru un kondensatoru, tiek iegūts LC filtrs, kam ir lielāka augstu frekvenču vājināšanās salīdzinājumā ar RC vai RL filtriem. Tie ir īpaši noderīgi lieljaudas un radiofrekvenču lietojumos.

Visus šos filtru veidus var ieviest pasīvi vai aktīvi, atkarībā no tā, vai filtra darbības uzlabošanai tiek izmantoti papildu komponenti, piemēram, darbības pastiprinātāji.

Audio zemfrekvences filtra dizains un darbība

zemfrekvences filtrs

Viens no visizplatītākajiem zemas caurlaidības filtru lietojumiem ir audio producēšana gan profesionālās studijās, gan mājas lietojumprogrammās. Šo audio filtru galvenais mērķis ir piešķirt miksējumam lielāku skaidrību un dziļumu, samazinot nevēlamās augstās frekvences. Zemas caurlaidības filtri palīdz novērst fona troksni augstfrekvences diapazonos, piemēram, ierakstīšanas iekārtu šņākoņu vai elektrisko dūkoņu.

Mūzikas miksā, zemas caurlaidības filtri Tie ļauj koncentrēt uzmanību uz svarīgākajiem elementiem, piemēram, balsīm vai solo instrumentiem. Piemēram, zemas caurlaidības filtra pielietošana ritma ģitārai var dot vietu vadošajam vokālam miksā, palīdzot novērst abu instrumentu augsto frekvenču pārklāšanos.

Izslēgšanas frekvence un rezonanse audio ražošanā

Audio jomā vissvarīgākā zemas caurlaidības filtra vadība ir izslēgšanas frekvence. Tas ir punkts, kurā filtrs sāk vājināt augstās frekvences. Atkarībā no rezultāta, ko vēlaties sasniegt savā miksā, varat pielāgot šo izslēgšanas frekvenci, lai nedaudz noņemtu spilgtumu vai agresīvāk samazinātu augšējās frekvences.

Vēl viena svarīga kontrole ir rezonanse, kas nosaka reakciju apgabalā, kas ir tuvu nogriešanas frekvencei. Augsts rezonanses līmenis var radīt maksimumu tuvu nogriešanas frekvencei, kas uzsver noteiktu frekvenču joslu un var pievienot skaidrību noteiktiem elementiem maisījumā.

Filtru automatizācija elektroniskajā mūzikā

Tādos žanros kā elektroniskā mūzika zemas caurlaidības filtra automatizāciju parasti izmanto, lai izveidotu īpašus efektus vai pakāpeniskas pārejas. Producenti bieži ieprogrammē izslēgšanas frekvences izmaiņas visā celiņā, ļaujot skaņai attīstīties un kļūt vājākai vai skarbākai dziesmas gaitā. Šis paņēmiens var pievienot dinamismu un kustību citādi statiskai daļai.

Tehniskie pielietojumi elektroniskajās shēmās

filtro

Zemas caurlaidības filtri ir arī ļoti svarīgi elektronisko shēmu projektēšanā. Jo īpaši tos izmanto, lai novērstu nevēlamas augstas frekvences dažādos signālu veidos, kas palīdz samazināt troksni un uzlabot iegūtā signāla kvalitāti. Tos var atrast dažādos lietojumos, sākot no pastiprinātājiem līdz radiosakaru sistēmām.

Elektroniskajās shēmās filtra darbība lielā mērā ir atkarīga no filtra konstruēšanai izmantoto komponentu vērtībām, piemēram, rezistori, induktori un kondensatori. Piemēram, pirmās kārtas filtram ir tikai viena aktīva sastāvdaļa un maigāks slīpums; Turpretim otrās kārtas filtram ir divi aktīvi komponenti, un tas nodrošina lielāku nevēlamo frekvenču vājināšanos.

Turklāt slodzes pretestība ķēde, kurā ir iekļauts filtrs, var būtiski ietekmēt tā darbību, jo tas var mainīt filtra faktisko izslēgšanas frekvenci un frekvences reakcijas slīpumu.

Dažādu veidu zemas caurlaidības filtri

Ir vairāki zemas caurlaidības filtru veidi, kas atšķiras ar to, kā tie apstrādā audio signālus, un to frekvences reakcijas specifiskajām īpašībām:

  • Butterworth filtrs: To raksturo pilnīgi plakana frekvences reakcija caurlaides joslā.
  • Čebiševa filtrs: nodrošina izteiktāku vājināšanos ar viļņiem caurlaides joslā vai apturēšanas joslā.
  • Besela filtrs: Saglabā lineāro fāzes reakciju, kas nozīmē, ka tas neizkropļo signālus laika domēnā.
  • Linkwitz-Riley filtrs: izmanto skaļruņu sistēmās, lai panāktu vienmērīgu pāreju starp dažādiem draiveriem.

Šie dažādie filtru veidi ļauj dizaineriem izvēlēties savam lietojumam vispiemērotāko variantu atkarībā no konkrētās signāla kvalitātes vai vājināšanas vajadzībām.

Īsāk sakot, zemas caurlaidības filtri tiek plaši izmantoti elektronikā, audio ražošanā un citās jomās, kur ir svarīgi modulēt dažādu frekvenču signālus. Pareiza filtra veida izvēle ir atkarīga no tādiem faktoriem kā konkrētais lietojums, pieprasījums pēc jaudas vai signāla kvalitātes un pieejamā budžeta. Taču ir skaidrs, ka šīs ierīces piedāvā lielu daudzpusību un precīzu kontroli pār jebkuras sistēmas gala izvadi, kurā tās tiek lietotas.


Esi pirmais, kas komentārus

Atstājiet savu komentāru

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti ar *

*

*

  1. Atbildīgais par datiem: Migels Ángels Gatóns
  2. Datu mērķis: SPAM kontrole, komentāru pārvaldība.
  3. Legitimācija: jūsu piekrišana
  4. Datu paziņošana: Dati netiks paziņoti trešām personām, izņemot juridiskus pienākumus.
  5. Datu glabāšana: datu bāze, ko mitina Occentus Networks (ES)
  6. Tiesības: jebkurā laikā varat ierobežot, atjaunot un dzēst savu informāciju.