Как сделать фильтр низких частот своими руками?

Как правильно подсоединить сабвуфер в машине

При прокладке всех проводов, от моторного отсека с аккумулятором до места установки низкочастотной колонки, нужно соблюдать правила монтажа. Кабели пропускаются через имеющиеся технологические отверстия. Если это сложно или неудобно, то отверстия можно высверлить самостоятельно. В точках пересечения кабелей и металлических поверхностей нужно ставить защитные резиновые втулки. Самым надёжным способом будет прокладка проводов в гофрированном пластиковом рукаве. Проводка должна быть жёстко закреплена, поэтому для её фиксации используются пластиковые стяжки.При установке саба в авто, кроме сигнального проводаи кабеля электропитания между автомагнитолой и активной колонкой прокладывается одиночный неэкранированный провод линии управления.

При включении питания магнитолы, потенциалом с этого провода, включается электропитание активной системы.Часто этот провод не подключают, а для подачи напряжения на усилитель используют отдельный тумблер.Подключение активного сабвуфера в авто без предохранителя не допускается, так как около 70% всех возгораний в автомобиле происходит из-за короткого замыкания незащищённых проводов питания акустических систем.Предохранитель должен быть установлен в моторном отсеке рядом с аккумулятором. При сечении кабеля до 10 мм2, допускается установка предохранителя на ток не более 60 А. При сечении 20 мм2 потребуется предохранитель на 100 А. Предохранитель на меньший ток поставить можно, а на больший нельзя, так как это может привести к возгоранию.

Предназначение

Сделать фильтр для сабвуфера

Фильтр или кроссовер(см.Самодельные кроссоверы для акустики и их предназначение), как его еще называют, сегодня выполняет важнейшую функцию. Дело в том, что практически все современные динамики, включая и сабвуфер, воспроизводят эффективно только определенную долю частот. К примеру, тот же басовик воспроизводить хорошо в состоянии только низкие басы.

Фильтр для автомобильного сабвуфера

За границами «родной» полосы (эффективно воспроизводимой), звуковое давления, идущее из динамика, заметно снижается и возрастает одновременно с этим уровень искажений. В таком случае говорить о каком-то качестве звука просто глупо и следовательно, чтобы решить проблему, приходится использовать в аудиосистеме несколько динамиков(см.Как выбрать динамики для автомагнитолы своими силами). Такова реалия: это происходит и в домашней акустике, и в автомобильной. Это не новость.

Типичные схемы расположения динамиков в авто и роль фильтров

Динамики в авто

Касательно автомобильной акустики хотелось бы выделить две типичные схемы построения системы звука, с которыми знакомы, наверное, все, кто много мало знаком с автозвуком.Речь идет о следующих схемах:

Наиболее популярная схема подразумевает три динамика. Это басовик (нацеленный исключительно на низы), динамик средних и низких частот (мидбасс) и отвечающий за воспроизведение ВЧ, твитер.

Фильтр низких частот сделать самому для сабвуфера

Именно для того, чтобы не нарушать это требование, предназначены электрические фильтры, в роль которых входит выделение конкретных «родных» частот и подавление «чужих».

Типы фильтров

Фильтры(см.Как сделать самому фильтр для автомагнитолы) частот различаются по типам.Принято выделять следующие варианты:

Обычные фильтры, принцип действия которых сводится к тому, чтобы у их катушек индуктивности сопротивление возрастало с ростом частоты сигнала и спадало у конденсаторов, которыми они наделены. Несложно догадаться, что в таких фильтрах эффективно пропускают НЧ катушки индуктивности, а ВЧ – конденсаторы.

Полосовой фильтр

• Режекторный фильтр – полная противоположность полосовому. Здесь та полоса, которая ПФ пропускается без изменений, подавляется, а полосы вне этого интервала усиливаются;
• ФИНЧ или фильтр подавления инфранизких частот стоит особняком. Принцип его действия основывается на подавлении высоких частот с низким показателем среза (10-30Гц). Предназначение этого фильтра – непосредственная защита басовика.

Нч фильтр для сабвуфера самому

Параметры

Кроме типов фильтров, принято разделять и их параметры.К примеру такой параметр, как порядок, свидетельствует о количестве катушек и конденсаторов (реактивных элементов):

• 1-ый порядок содержит только один элемент;
• 2-ой порядок два элемента и т.д.

Другой, не менее важный показатель – крутизна спада АЧХ, показывающая, насколько резко фильтр подавляет «чужие» сигналы.

Для сабвуфера

В принципе, любой фильтр, в том числе и этот, представляет собой сочетание нескольких элементов. Обладают компоненты эти свойством избирательно пропускать сигналы определенных частот. Принято разделять три популярные схемы этого разделителя для басовика.Они представлены ниже:

Первая схема подразумевает самый простой разделитель (изготовить который своими руками, не составит никакой сложности). Он выполнен в виде сумматора и стоит на одном транзисторе. Конечно, серьезного качества звука с таким простейшим фильтром не добиться, но из-за своей простоты, он прекрасно подходит любителям и начинающим радиоманам;

Простая схема

Две другие схемы намного сложны, чем первая. Построенные по эти схемам элементы, размещаются между местом выхода сигнала и входом усилителя басовика.

Каким бы ни был разделитель, простейшим или сложным, он должен иметь следующие технические характеристики.

Схема усилителя для сабвуфера

Короб для сабвуфера своими руками Принципиальная схема усилителя для сабвуфера выглядит так:

Сигнал, поступающий от магнитолы необходимо обработать определенным образом, чтобы он не потерял своего качества после усиления. Для этой цели применяется такое устройство, как сумматор.

Сигнал, проходящий через создаваемую плату, «обрезается» таким образом, что усилитель для сабвуфера своими руками в итоге выдает звуки в диапазоне от 16 до 300 Герц. Также нам понадобится блок коммутации силовой цепи, который не даст усилителю сильно разряжать аккумулятор автомобиля.

Внимание: напряжение катушки в устанавливаемом реле должно быть 12В, а сила тока контактов не меньше, чем 20А. Чтобы питать установленные реле применяется отдельно выводимая клемма (REM). Ее можно подключить к одному из выходов магнитолы, который поддерживает питание в +12В

Таким образом, мы в принципе не можем случайно оставить усилитель включенным – он будет выключаться при выключении магнитолы, и соответственно, включаться тоже вместе с ней. Дополнить автомобильный усилитель для сабвуфера своими руками можно при помощи светодиодов, показывающих, когда он включен и выключен

Ее можно подключить к одному из выходов магнитолы, который поддерживает питание в +12В. Таким образом, мы в принципе не можем случайно оставить усилитель включенным – он будет выключаться при выключении магнитолы, и соответственно, включаться тоже вместе с ней. Дополнить автомобильный усилитель для сабвуфера своими руками можно при помощи светодиодов, показывающих, когда он включен и выключен.

Обращаем внимание на то, что трансформатор для схемы наматывается на ферритовое кольцо, 40х25х11. Предварительно оно обрабатывается с помощью напильника, и обматывается изолентой. Сначала осуществляется первичная обмотка кольца – делается это с помощью пятью жилами провода диаметром 0,9 мм, или меньше

Затем жилы скручиваются таким образом, чтобы оставались кончики для входов в плате. Поверх намотанного на кольцо провода так же обматывается изоляция

Сначала осуществляется первичная обмотка кольца – делается это с помощью пятью жилами провода диаметром 0,9 мм, или меньше. Затем жилы скручиваются таким образом, чтобы оставались кончики для входов в плате. Поверх намотанного на кольцо провода так же обматывается изоляция.

Сверху начинаем осуществлять повторную обмотку, используя для этого уже более толстый провод, с диаметров 1,5 мм. Точно также оставляем в итоге 4 скрученных пучка проводов под соответствующие входы в нашей плате.

После того, как отдельные части к простому усилителю для сабвуфера своими руками были изготовлен, осталось собрать его в одном корпусе. В принципе, есть возможность изготовить его и на одной плате, но такое решение является более затратным, и требует дополнительных расчетов.

Схожая схема может применяться не только для автомобильных сабвуферов, но и при создании самого обычного усилителя для домашней аудиотехники. Как сделать усилитель для сабвуфера своими руками, показано на схемах выше, осталось только привести чертеж самой «коробки» для самодельного домашнего сабвуфера.

Делаем корпус

Для создания корпуса я использовал корпус от DVD ROM. Его нужно полностью разобрать, но сохранить болтики, фиксирующие крышку, они нам ещё понадобятся. Вынимаем все потроха, отдираем пластмассовую переднюю панель и счищаем этикетку сверху. Далее измеряем переднюю панель и по её размерам нужно вырезать прямоугольники из оргстекла (желательно вырезать немного побольше, чтобы потом можно было немного отшлифоваться неровности в случае каких-либо перекосов). Сверлим отверстия под разъемы входов и выходов, а также под переменные резисторы и разъем подключения микрофона. Затем нужно высверлить фрезой прямоугольную дырку под выключатель (его берём от компьютерного блока питания). На задней панели я решил продублировать входные и выходные разъемы 3.5 мм разъёмами ‘тюльпан’. Мало ли понадобятся. Переднюю и заднюю панели прикручиваем на болты М3. Вкручиваем их столько, сколько необходимо, чтобы панель держалась и не шаталась. Поскольку панели прозрачные, просто жизненно необходимо поставить внутрь корпуса синий светодиод! Питаем его от 9 вольт – оттуда же, откуда и микрофонный предусилитель.

Чуть не забыл! Очень важно на выходы сумматоров поставить два подстроечных резистора, сопротивлением 20 – 50 кОм для согласования амплитуд на каждом канале. Далее ищем два одинаковых (прям одинаковых) постоянных резистора на 22 – 47 кОм, подключаем их на выходы, подаём сигнал на вход и вращением движков подстроечных резисторов добиваемся одинаковой амплитуды на обоих каналах

Ручки на переменные резисторы поставил чёрные пластмассовые. Не идеал конечно, но всё равно неплохо, мне нравится. Корпус ОБЯЗАТЕЛЬНО закоротить подключить к общему проводу! Если этого не сделать, он будет работать, как антенна и помех будет тьма.

А вот, как всё это выглядит внутри:

…и снаружи:

А вот, как я сделал сам микрофон. Взял картонную трубку без дырок на боковой поверхности, нашел подходящую по диаметру пробку от бутылки, впихнул одно в другое, просверлил отверстие для провода в пробке и засунул в трубку плату микрофонного предусилителя, зафиксировав всё термоклеем (его не видно, а держится отлично). Также необходимо сделать из куска пластика заглушку на микрофон с несколькими отверстиями. Она выполняет защитную функцию, предотвращая попадания пальцев и других инородных предметов на капсюль. Ну и, разумеется, перемотать всё это дело изолентой, куда ж без неё!

Рейтинг автомобильных усилителей

Был составлен на основании статистики продаж и отзывов покупателей.

Kicx AP 1000D

Плюсы

• может работать с несколькими типами нагрузки
• достаточно высокая выходная мощность
• компактный
• удобно устанавливать

Минусы

• класс качества звука D
• соотношение сигнал/шум 90 Дб
• стоимость

От 6292 ₽

Данный одноканальный усилитель моноблок выполнен в металлическом корпусе реберной конструкции для улучшения отдачи тепла. Он удобно монтируется и просто подключается. Это хороший вариант для подключения сабвуфера с мощностью на канал для акустики импеданса 4 Ом в 420 Вт. Однако заявленный класс D по качеству звука прямо говорит о значительном искажении сигнала.

SUPRA SBD-A4270

Плюсы

• компактный
• простая установка
• может работать на 2 типа нагрузки
• достаточно высокая выходная мощность
• фильтры частот

Минусы

• недостаточно высокая мощность для нагрузки 4 Ом
• нет гибридного режима мост+2 канала акустики

От 3340 ₽

Данный 4 канальный усилитель достаточно функционален и может обеспечить качественный звук. К нему можно подключать как линейный, так и выходной контур магнитолы с напряжением до 6 В. Есть фильтры высоких и низких частот, последние могут усиливаться до 12 Дб. Главными недостатком модели является возможность работать только в 4 канала или на 2 мостовых соединения, без гибридного режима.

Pioneer GM-A6604

Плюсы

• компактный
• просто устанавливается
• есть режим усиления басов
• мостовой режим

Минусы

• средняя мощность
• фильтр только для высоких частот
• при усилении басов наблюдаются искажения на пределе громкости

От 7925 ₽

Данный 4 канальный усилитель достаточно универсален. Он может работать в гибридном мостовом режиме, формируя мощный сигнал для саба и двух колонок. Удобной функцией является усиление басов и возможность отсечь полосу высоких частот.

Blaupunkt GTA 475

Плюсы

• стильный вид
• компактный корпус
• простая установка
• высокий класс звука А/В
• мостовой режим

Минусы

• скромная мощность
• нет гибридного режима работы
• цена

От 5328 ₽

Данный автоусилитель для сабвуфера понравится тем, кто за приемлемые деньги хочет подключить двухканальный пассивный саб. Функционал создания двух мостов на выходе позволяет получить приемлемую суммарную мощность. Усилитель не может использоваться для передачи сигнала на саб (мостовой схемой) и 2 колонки.

Активный фильтр для сабвуфера своими руками

По сравнению с пассивными конструкциями, активные схемы выравнивают амплитудно- частотную характеристику низкочастотного сигнала, корректируя пики и спады, негативно влияющие на прослушивание музыки. Простой фильтр для сабвуфера своими руками можно сделать на малошумящем операционном усилителе.

Схема фильтра НЧ для сабвуфера, сделанного своими руками, состоит из двух операционных усилителей и небольшого числа дискретных элементов. В качестве основного элемента используется интегральная микросхема LM324, которая содержит четыре операционных усилителя с однополярным питанием, что особенно удобно, если сабвуфер будет использоваться в автомобиле. Активное устройство обеспечивает подавление высокочастотной части звукового диапазона, начиная с 120 Гц. Существует много схем разного уровня сложности, которые сделаны на микросхемах или транзисторах. Интегральные схемы требуют меньшего количества деталей и не критичны к изменению напряжения питания.

Более качественную схему можно сделать на специализированной микросхеме РТ2351. Сигналы с выходов стереофонического усилителя поступают на входные каскады, микшируются и поступают на активный блок подавления низких частот. Точка начала подавления высокочастотной части спектра определяется величиной конденсаторов С3 и С7. Буферный каскад позволяет подключать устройство непосредственно к акустической системе.

Сигнал с двух каналов стереофонического усилителя через RCцепочки поступает на соответствующие входы интегральной микросхемы. Благодаря стабилизатору микросхему можно питать от любого однополярного источника постоянного тока напряжением до 20 вольт. Порог среза активного устройства составляет примерно 70 Гц. Для некоторых акустических систем эта величина подавления может быть слишком низкой. Для величины подавления 200 Гц номиналы конденсаторов должны быть следующими:

• С1 – 0,47 мкф
• С2 – 0,47 мкф
• С3 – 0,047 мкф
• С7 – 0, 068 мкф

Активный блок ограничения высокочастотной части звукового диапазонаможет использоваться как для домашнего звукового комплекса, так и в автомобиле

Недостатком данной схемы можно считать отсутствие плавной регулировки полосы пропускания, но для работы звукового комплекса это не так важно

Фильтр для сабвуфера: своими руками, низких частот, активный, схема, НЧ, пассивный, саба

Многие меломаны сталкиваются с проблемой низкого качества звука, который выдает акустическая система. Для решения проблемы применяется специальный фильтр для сабвуфера.

Он может быть приобретен в специализированном магазине или изготовлен собственным силами для экономии. Фильтры для низкочастотных динамиков могут отличаться по большом количеству признаков.

Выбор правильного позволит избежать многих проблем, сделать акустическую систему более эффективной.

Предназначение

Рассматриваемое устройство предназначено для того, чтобы сделать звук более качественным, оно часто называется кроссовером.

Предназначение заключается в повышении эффективности воспроизведения требуемой частоты.

Поэтому низкокачественные динамики могут звучать намного лучше.

Различные НЧ-фильтры для сабвуфера устанавливаются для достижения хорошего качества звучания аудиосистемы. Поэтому есть необходимость в подборе наиболее подходящего изделия. Если в продаже не встречается подходящий кроссовер для саба, то его можно изготовить самостоятельно. Динамики автомобильной акустической системы могут снабжаться еще сумматором.

Как сделать своими руками

Проще всего изготовить пассивный фильтр низких частот. Это связано с тем, что он изготавливается при применении всего нескольких элементов. Среди особенностей проведения работы своими руками отметим следующее:

• Проводятся подробные расчеты. Повысить удобство можно путем применения специальных калькуляторов, с помощью которых проводится расчет параметров основных элементов изделия.
• Выбирается наиболее подходящая схема. Она предусматривает применение специального разделителя, который изготавливается в виде сумматора. Качественного звука в этом случае не достигнуть, но устройство прослужит долго.

Простой фильтр для 2-полосного усилителя собрать просто. Инструкция по проведению работы следующая:

1. Подается сигнал на вход операционного усилителя.
2. Подается сигнал на МС2.
3. С выхода ФНЧ переводится сигнал на МС2.
4. Блок стабилизации напряжения создается на основе резистора, конденсатора и стабилизатора.
5. При напряжении питания менее 15В из схемы исключается резистор R11. На компонентах R1, R2, C1, C2 собирается сумматор входного сигнала. Этот элемент отключается в том случае, если подается моносигнал. Подключение источника сигнала проводится напрямую ко второму контакту.
6. Конденсатор C7 предназначается для фильтрации выходного сигнала. Регулятор сигнала основан на R9, R10, C8.
7. Для получения устройства потребуется печатная плата. Изготовить ее можно самостоятельно из стеклотекстиля, рекомендуемые размеры листа 2 на 4 см.
8. Поверхность шлифуется до блеска, после чего обезжиривается. Распечатанный рисунок схемы переносится на поверхность.
9. Выполняется травлене при применении специального состава. Лишняя медь растворяется, после чего поверхность промывается чистой водой.

Для соединения отдельных элементов проводится пайка. При правильной сборке схемы она должна заработать сразу, при этом дополнительная настройка не требуется. Если звука нет, то придется проверить надежность всех соединений. При работе есть вероятность повреждения основных элементов.

Активный фильтр

Большое широкое распространение получил активный фильтр сабвуфера. Подобная схема обладает следующими особенностями:

• Активный элемент не нагружает акустическую систему.
• Входной сигнал фильтруется. За счет этого есть возможность устранить шумы.
• При правильном подходе можно гибко настроить усилитель.
• Исходный спектр часто разделяется на несколько каналов. Схема активного фильтра позволяет выбрать низкие и средние, высокие частоты.

Изготовить самостоятельно активный фильтр можно, для этого не требуется специальное оборудование.

Пассивный фильтр

Пассивное устройство проще в изготовлении, но обладает менее привлекательными характеристиками. Его особенности заключаются в следующем:

• Предназначено для отсеивания низких частот в заданном диапазоне.
• Не усиливает сигнал.

В продаже встречается большое количество пассивных фильтров. Они могут прослужить в течение длительного периода и имеют относительно небольшие размеры.

Готовые решения

Средняя стоимость кроссовера составляет 4$. При этом схема может иметь различные размеры и эксплуатационные характеристики. Подключение проводится при помощи проводов путем пайки. Поэтому требуется паяльник с тонким жалом и подходящим припоем.

Вам также может понравиться

Самодельные кроссоверы

Случается, что став обладателем дорогой автомобильной акустики, владелец обнаруживает, что в комплекте нет кроссоверов. Понятно, что без них обойтись будет невозможно, так как ВЧ динамики могут просто напросто сгореть. Что делать? Ответ до смешного прост – изготовить их своими руками.

Инструменты

Для начала вооружимся необходимыми инструментами:

• Хорошим и удобным паяльником.
• Специальным прибором, измеряющим индуктивность.
• Клеем «Момент».
• Хлорным железом.
• Фольгированным стеклотекстолитом.
• Термоусадочной трубкой.
• Силиконовым герметиком.

Схема кроссовера

В первую очередь, надо тщательнейшим образом изучить теххарактеристики купленных динамиков

Особое внимание рекомендуется уделить низким частотам пищалок, а также уровню характеристической чувствительности НЧ и ВЧ динамиков.
Затем нужно подобрать правильную электрическую схему, подразумевающую подключение кроссовера.

Катушка индуктивности

Катушки индуктивности в кроссовере

Наматываем катушки индуктивности для динамиков. Отметим, что делая это для НЧ-динамика, лучше пользоваться медной проволокой, имеющей диаметр 1 мм и изолированной специальным лаком.

Делаем печатную плату

• Пришло самое время начертить плату на бумаге. Делать это нужно, исходя из размеров получившихся катушек и резисторов.
• Чертим плату и переносим ее на лист специального материала.

Платы нашего будущего кроссовера собираем согласно схеме установки.

Кроссовер, собранный по стандартной схеме

Соединяем акустические провода

Соединяем акустические провода, используя обычный паяльник. В работе нужно быть крайне внимательным и не перепутать выходы для НЧ и ВЧ-динамика

Обратить внимание нужно и на полярность.
Клей пригодится и здесь. Нужно залить «Моментом» провода, которые припаяли, что предохранит опять же от вибраций и возможных переломов.

Подключение

• Проводим пробное подключение и убеждаемся в том, что сигнал подается на каждый динамик с соответствующего выхода самодельного кроссовера.
• Если это необходимо, то можно включить и резистор сопротивлением 4 Ом перед ВЧ-фильтром.

Кроссовер акустический автомобильный

Готовый своими руками кроссовер обтягиваем термоусадочной трубкой, соблюдая нужные размеры. Заливаем края обязательно силиконом, чтобы внутрь кроссовера не попала влага или пыль. Представленная инструкция поможет изготовить самодельный кроссовер для акустики без особых проблем. В процессе операции рекомендуется изучить дополнительно фото и видео – материалы. Что касается цены на расходные материалы, то она зависит от количества катушек и выходов под динамики

Немаловажное значение имеет и материал, который используется

Разбор фильтра с Алиэкспресс

Для того, чтобы вы уловили предыдущую мысль, мы разберем простой пример от наших узкоглазых братьев. На Алиэкпрессе продаются различные фильтры для сабвуфера. Рассмотрим один из них.

Как вы заметили, на нем написаны характеристики фильтра: данный тип фильтра рассчитан на сабвуфер мощностью 300 Ватт, наклон его характеристики 12 дБ/октаву. Если соединять к выходу фильтра саб с сопротивлением катушки в 4 Ома, то частота среза составит 150 Гц. Если же сопротивление катушки саба 8 Ом, то частота среза составит 300 Гц.

Для полных чайников продавец даже привел схему в описании товара. Выглядит она вот так:

Далее мы собираем эту схему в Proteus. Так как при параллельном соединении конденсаторов номиналы суммируются, я сразу заменил 4 конденсатора одним.

Чаще всего можно увидеть прямо на динамиках значение сопротивления катушки на постоянном токе: 2 Ω, 4 Ω, 8 Ω. Реже 16 Ω. Значок Ω после цифр обозначает Омы. Также не забывайте, что катушка в динамике обладает индуктивностью.

Как ведет себя катушка индуктивности на разных частотах?

Как вы видите, на постоянном токе катушка динамика обладает активным сопротивлением, так как она намотана из медного провода. На низких частотах в дело вступает реактивное сопротивление катушки, которое вычисляется по формуле:

где

ХL — сопротивление катушки, Ом

П — постоянная и равна приблизительно 3,14

F — частота, Гц

L — индуктивность, Гн

Так как сабвуфер предназначен именно для низких частот, значит, последовательно с активным сопротивлением самой катушки добавляется реактивное сопротивление этой же самой катушки. Но в нашем опыте мы это учитывать не будем, так как не знаем индуктивность нашего воображаемого динамика. Поэтому, все расчеты в опыте берем с приличной погрешностью.

Как утверждает китаец, при нагрузке на фильтр динамика в 4 Ома, его полоса пропускания будет доходить до 150 Герц. Проверяем так ли это:

Его АЧХ

Как вы видите, частота среза на уровне в -3 дБ составила почти 150 Герц.

Нагружаем наш фильтр динамиком в 8 Ом

Частота среза составила 213 Гц.

В описании на товар утверждалось, что частота среза на 8-омный саб составит 300 Гц. Думаю, можно поверить китайцам, так как во-первых, все данные приближенные, а во-вторых, симуляция в программах далека от реальности. Но суть опыта была не в этом. Как мы видим на АЧХ, нагружая фильтр сопротивлением большего номинала, частота среза сдвигается в большую сторону. Это также надо учитывать при проектировании фильтров.

Построение цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой

Вступление издалека

Недавно передо мной встала достаточно интересная задача, с которой я раньше никогда не сталкивался — борьба с шумом. Мы принимали сигнал с датчиков на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) А так как данная тема для меня была (хотя и сейчас есть кое-где) темным лесом, я пошел мучить вопросами гугл, мне показалось освещена эта тема не очень подробно и доступно, поэтому решил написать статью с примером разработки и готовым исходником.

Ближе к делу

Цифровые фильтры могут быть двух видов – с конечной и с бесконечной импульсной характеристикой (КИХ и БИХ). Для решения моей задачи подходит КИХ-фильтр, поэтому про него и расскажу. Для начала посмотрим как же он работает:

Здесь показан пример фильтра нижних частот, как видно на рисунке, этот фильтр пропускает нижние частоты, а все остальные старается отсечь (подавление), или хотя бы ослабить (переход). Отклонения в полосе пропускания и полосе подавления выбираются в зависимости от принимаемого сигнала, но при использовании различных весовых функций, на них могут накладываться определенные ограничения. Например, если используется весовая функция Хэмминга, то эти отклонения будут равны между собой. Ширина полосы перехода ∆F зависит от длины фильтра и от весовой функции (для функции Блэкмена ∆F=5,5|N).

Работает фильтр довольно просто: фильтр получает значения, с помощью коэффициентов преобразует их и выдаёт выходную последовательность, тогда с формулой самого фильтра всё понятно:

Она реализуется через цикл, но постойте, а где же взять нужные коэффициенты? Вот тут-то как раз и зарыта собака (и не одна).

Параметры фильтра

Естественно для разных фильтров нужны разные коэффициенты, и для этого нужно определиться с параметрами фильтра, это обычно сначала делается теоретически (с умным видом прикидываем какая у нашего сигнала частота, потом частоты, которые надо отсеивать), а потом изучаем АЧХ реальных измерений (и осознаем, как сильно мы ошибались). По этим АЧХ мы определяемся с идеальной частотной характеристикой (какие частоты проходят свободно, какие мы убираем и как сильно), теперь нам нужна идеальная импульсная характеристика её можно посчитать как Фурье-образ от идеальной частотной: где H_D(w) – идеальная характеристика.

Но можно пойти и по более простому пути – есть уже заранее вычисленные идеальные импульсные характеристики, например для фильтра нижних частот формула выглядит следующим образом:

где fc и wc – частота среза.

Итак, осталось уже немного идеал идеалом, а мы имеем дело с практикой, и нам нужна «реальная» импульсная характеристика. Для её расчета нам понадобится весовая функция w(n), их есть несколько разновидностей, в зависимости от требований к фильтру (Хэмминга, Хеннинга, Блэкмена, Кайзера, о них не говорю, ибо статья и так большая), в нашем случае я использую функцию Блэкмена:

где N – длина фильтра, т.е. количество коэффициентов.

Теперь надо перемножить идеальную импульсную характеристику и весовую функцию:

Финишная прямая

Теперь мы готовы рассчитать выходные значения, по формуле фильтра, она самая первая в этой статье, ну вот и всё, в завершение привожу исходный код фильтра: void Filter (const double in[], double out[], int sizeIn) { const int N = 20; //Длина фильтра long double Fd = 2000; //Частота дискретизации входных данных long double Fs = 20; //Частота полосы пропускания long double Fx = 50; //Частота полосы затухания long double H = {0}; //Импульсная характеристика фильтра long double H_id = {0}; //Идеальная импульсная характеристика long double W = {0}; //Весовая функция //Расчет импульсной характеристики фильтра double Fc = (Fs + Fx) / (2 * Fd); for (int i=0;i=0) out+= H*in; } }При подготовке статьи использовались: Основные характеристики и параметры фильтров. analogiu.ru/6/6-5-2.html Айфичер Э. Джервис Б. Цифровая обработка сигналов. Практический подход. 2-е издание

Типы усилителей, пригодных для установки в машину

На практике усилитель для сабвуфера в машину может относиться к одному из следующих типов:

• Моно – питает один динамик, то есть только сам сабвуфер. Остальные динамики довольствуются сигналом от аудиовыхода магнитолы.
• Двухканальный – энергия идёт на два обычных динамика и один сабвуфер.
• Четырёхканальный – снабжает два низкочастотных и четыре обычных динамика.

Более сложные системы, рассчитанные на большое количество звучащих элементов, как автомобильный усилитель мощности для сабвуфера непрактичны и почти никогда не используются.

Кроме того, можно выбрать мощность усилителя для сабвуфера. По отношению к мощности самого саба (RMS) они делятся на следующие типы:

Меньшая мощность. Не рекомендуется, поскольку не позволит полностью использовать возможности акустики.
Равная RMS. Безопасна для саба, но – не автомобильного. Дело в том, что напряжение обычной бортовой сети с выходами на 12 вольт может меняться. Если при работающем усилителе будут включены ещё какие-то электроприборы, система легко уйдёт в клип. Этим термином обозначают ситуацию, когда от усилителя пытаются получить большее напряжение, чем есть в системе питания. А клиппованый сигнал – это быстрая смерть звуковой колонки.
Превышающая RMS. Здесь есть свои подводные камни: если постоянно на большой громкости слушать «тяжёлую» музыку с обилием низких частот – такой усилитель тоже спалит саб

Однако при осторожном использовании такой вариант всё-таки является самым безопасным.

• Фейсбук
• Гугл+
• ЖЖ
• Blogger

Похожие записи:

Почему не стоит выбрасывать алюминиевые банки: креативные идеи Селёдка в горчичной заливке Шим-регулятор. широтно-импульсная модуляция. схема 10 удивительных насадок на бензопилу, что расширяют ее возможности Печатные платы с помощью фотополимерного 3d-принтера Как правильно связать чулочную вязку спицами (лицевую и изнаночную гладь)