Aktywne filtry górno i dolnoprzepustowe
Wst p, czyli stare dobre czasy...
Na podstawach elektrotechniki miałem wałkowane kilka miesi cy o
wzmacniaczach operacyjnych. Tematyka podejmowanych tam
zagadnie znacz c zniech ciła mnie do dalszych eksperymentów.
Zastanawiałem si podczas kolejnych nic nie znacz cych tematów lekcji,
do czego mo na wykorzystać wiedz w zakresie budowy takich aplikacji
wzmacniaczy operacyjnych jak: wzmacniacz ró nicowy, całkuj cy,
sumuj cy, mno cy.... Mo e zrobić komputer analogowy :& Nie w
obecnej chwili takie urz dzenie nie znalazłoby zastosowania. Stan łem,
wi c przed ci kim zadaniem. W sumie s to ładne trójk ty (chodzi o
symbol), ale w dalszym ci gu nie wiedziałem co z nimi zrobić. W ko cu
natkn łem si na ksi k po wi con całkowicie wzmacniaczom nie
tylko operacyjnym. Patrz c na te wszystkie wzory, b d c ju załamany
pod wzgl dem psychicznym oraz brakiem nowych pomysłów si gn łem
po gotowe rozwi zanie przykładowego filtru z kilkoma prostymi wzorami
na obliczenie elementów. Kamie spadł z serca i przyst puj c do
symulacji wprowadziłem pierwsze zmiany w układzie, dowiaduj c si
jednocze nie podstawowych zale no ci cz stotliwo ci przepustowej od
warto ci elementów (cały czas s dz , e wzory nigdy nie zast pi
praktyki). W układzie powoli pojawiały si nowe funkcje  przykładowo
tłumienie sygnału w zale no ci od poło enia suwaka potencjometru.
Przyszedł w ko cu finał i oto przed Pa stwem układ filtru niskich i
wysokich tonów. Po co to, komu? Wła ciwe na pocz tku, obawiaj c si
alternatywnych rozwi za typu korektor w komputerze, nie wiedziałem
jak dobrze przedstawić układy, aby wzbudziły zainteresowanie. Po
dłu szym namy le układ o uwydatnieniu niskich tonów mo na
wykorzystać podczas tworzenia subwoofera. Znaj c ju du e
zainteresowanie takimi urz dzeniami, na pewno zostanie zwrócona
uwaga na takie rozwi zanie.
Pozostała kwestia wykorzystania filtru górnoprzepustowego
słu cego do wzmocnienia wysokich tonów. Jak na razie konkretne
zastosowanie nie przychodzi mi do głowy. Układ jednak mo e słu yć
podobnie jak subwoofer do wzmacniania aktywnego wysokich tonów
specjalnie dla potocznie mówi c  gwizdka Do tej pory doł czali my do
takiego gło nika kondensator, a teraz wyodr bnione zostanie pasmo ju
za ko cówk mocy. Jest to bardzo wa ne  nie powstaj adne
zniekształcenia i nie zostaje zredukowana moc!
W ka dym razie układy filtrów znajd wsz dzie zastosowanie,
gdzie zale y nam na wydzieleniu i wzmocnieniu okre lonego pasma
cz stotliwo ciowego sygnału m.cz. (audio).
Opis wzmacniaczy operacyjnych serii TL071 i TL072
TL071 zawiera swej strukturze jeden wzmacniacz operacyjny, natomiast
TL072  dwa. Podstawowe parametry obu układów scalonych s
jednakowe i przedstawiaj si nast puj co:
Zasilanie: +/-15V
Moc: 680mW
Rezystancja wej ciowa: 1012 m&!
Zawarto ć wszystkich harmonicznych: 0,01%
Maksymalne napi cie wej ciowe: 10mV
Dokładne opisy układów scalonych TL071 oraz TL072 mo na znale ć na
witrynie internetowej Elektronika Hobby w dziale katalog:
http://www.elektronika.basnet.pl/katalog/katalog.html
Opis filtrów
Urz dzenie składa si z dwóch modułów  nastawnika wysokich i
niskich tonów poł czonych szeregowo (rys. 1). Jednak ka dy nastawnik
mo e pracować oddzielnie redukuj c w ten sposób odpowiednie pasmo
cz stotliwo ciowe (rys. 2 i 3).
Na układzie U1a został zbudowany filtr górnoprzepustowy, którego
własno ci cz stotliwo ciowe zale od elementów C3, R3 i oczywi cie
od P1 znajduj cych si w p tli sprz enia zwrotnego. Cz stotliwo ć
graniczna wynosi 2kHz i mo e być z łatwo ci dopasowana do własnych
potrzeb poprzez zmian C3.
Na układzie U1b został zbudowany filtr dolnoprzepustowy, którego
własno ci cz stotliwo ciowe zale od elementów C4, R6 oraz P2
znajduj ce si w p tli sprz enia zwrotnego. Cz stotliwo ć graniczna
wynosi 350Hz i mo e być z łatwo ci zmieniana przez zmian warto ci
C4. Jest wskazane zastosowanie na wyj ciu układu dodatkowego
wzmacniacza buforuj cego sprz onego pojemno ciowo  opisywany
układ przy maksymalnym wzmocnieniu wzmacnia napi cie offsetu ok. 4
razy.
Testy przeprowadzono na oddzielnych nastawnikach dla tonów
wysokich i niskich znajduj cych si odpowiednio na rysunkach 2 i 3.
Chocia wykorzystano układ TL072, to do budowy jednego, wybranego
filtru wystarczy układ scalony zawieraj cy tylko jeden wzmacniacz
operacyjny  TL071, ale pami taj c o innych wyprowadzeniach tego
scalaka. Warto zwrócić uwag na rezystor R4, którego warto ć przy
poł czeniu szeregowym filtrów wynosi 1M&!, a podczas pracy oddzielnej
nastawnika dolnoprzepustowego rezystancja jest równa 47k&!.
Monta i regulacja
Dwa filtry aktywne poł czone szeregowo zmontowano na jednej
płytce drukowanej przedstawionej na rysunku 4. W przypadku ch ci
wykorzystania tylko jednego filtru mo emy u yć metody paj czarskiej 
zezwala na to prostota urz dzenia. Na pocz tku montujemy najmniejsze
elementy, ko cz c na podzespołach o wi kszych gabarytach. Regulacji
wysokich i niskich tonów dokonujemy za pomoc potencjometrów P1 i
P2. Oboj tnie, który układ zrobimy pami tajmy, e wyj cia filtrów
aktywnych podł czamy przed wzmacniaczem ko cowym.
Działanie
Po zako czonej tre ci teoretycznej przyszedł czas na
przedstawienie wad i zalet, które zostały dostrze one podczas testów
praktycznych. Zarówno filtr górnoprzepustowy jak i dolnoprzepustowy nie
likwidował w pełni innych cz stotliwo ci, powoduj c jedynie uwydatnienie
lub osłabienie (zale nie od poło enia potencjometru) wybranego pasma.
Ma to jednak swoje dobre strony. Dlaczego? Przecie w przypadku
całkowitej likwidacji przez filtr górnoprzepustowy pasma cz stotliwo ci
poni ej 2kHz, filtr dolnoprzepustowy, który poł czony jest szeregowo z
górnoprzepustowym nie miałby co wzmacniać! Takie same zjawisko
wyst puje w innym przypadku. Wyobra my sobie, e filtr
górnoprzepustowy uwydatnił wysokie cz stotliwo ci, a filtr
dolnoprzepustowy je po prostu zlikwidował :& Dlatego tak wa ne jest,
aby filtry nie likwidowały w pełni innych cz stotliwo ci, a jedynie
wzmacniały swoje pasmo. Po doprowadzeniu wyj cia filtrów poł czonych
szeregowo do wzmacniacza ko cowego uzyskamy w ten sposób
tradycyjny regulator barwy tonu, znajduj cy si w ka dym lepszym
urz dzeniu audio.
Autor: Kamil Gulczuk Wersja ródłowa projektu (w programie Protel 99SE)
elektronika@basnet.pl jest dost pna na witrynie internetowej Elektronika
Hobby pod adresem:
http://www.elektronika.basnet.pl/protel/protel.html
1 2 3 4 5 6
D D
+15
Z3
1
2
3
-15 zasilanie
-15
C1
100nF
C C
Z1 U1A
3 Wyj cie 1 filtru U1B
2
1 5 Z2
1
2 7
1
Wej cie R1
6
2
47k R2 P1 R4*
TL072
1M 10k 1M P2
C2 TL072 Wyj cie
R5 10k
1M C4
270nF ~ 220nF
100nF
+15
R3
2,2k R6
2,2k
C3
Copyright (C) Elektronika Hobby
8,2nF
B B
Rys. 1. Schemat ideowy dwóch filtrów aktywnych polaczonych szeregowo.
A A
Title
Size Number Revision
B
Date: 7-Jun-2000 Sheet of
File: E:\protel_projekty\filtry_audio.ddb Drawn By:
1 2 3 4 56
8
4
8
4
1 2 3 4 5 6
-15
C1
D D
100nF
Z1 U1A
3 Z2
2
1
1 1
2
2
Wej cie R1
47k R2 P1
TL072 lub TL071 wyj cie
1M 10k
C2
100nF
+15
R3
2,2k
Filtr górnoprzepustowy
C3
8,2nF
C C
Rys. 2. Schemat ideowy filtru górnoprzepustowego.
B B
A A
Title
Size Number Revision
B
Date: 7-Jun-2000 Sheet of
File: E:\protel_projekty\filtry_audio.ddb Drawn By:
1 2 3 4 56
8
4
1 2 3 4 5 6
D D
+15
C1
Z1 U1B
5 100nF Z2
2
7
C 1 1 C
6 TL072 lub TL071
2
Wej cie R4
47k P2 Wyj cie
C2
R5 10k
1M C4
270nF ~ 220nF
-15 100nF
R6
2,2k
Filtr dolnoprzepustowy
Rys. 3. Schemat ideowy filtru dolnoprzepustowego.
B B
A A
Title
Size Number Revision
B
Date: 7-Jun-2000 Sheet of
File: E:\protel_projekty\filtry_audio.ddb Drawn By:
1 2 3 4 56
8
4
Rys. 4. Wzór plytki dwóch filtrów.
Rys. 5. Schemat montazowy.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Plany aktywności w rozwijaniu samodzielności osób z autyzmem
wychowaniewprzedszkolu aktywność fizyczna
Wzmacniacz do aktywnej kolumny głośnikoiwej(1)
cols dg
Aktywna sprzedaz ubezpieczen Jak wdrozyc sie i przetrwac w branzy ubezpieczeniowej akspub
aktywne miniglosniki
AKTYWNA JESIEŃ czyli
Na własny rachunek Jak założyć firmę test (Działam aktywnie)
ADSORPCJA PARACETAMOLU NA WEGLU AKTYWNYM
Wpływ układu pomiarowego na efekty aktywnej regulacji drgań konstrukcji ramowych
DG ćw handout 10 verb complementation
12) Oznaczanie aktywności aminotransferazy asparaginianowej i alaninowej
dg0561
Scenariusz zajęć w oparciu o Metodę Ruchu Rozwijającego Weroniki Sherborne i Program aktywności M ch

więcej podobnych podstron