Lågpassfilter för audio

Planering och tankar kring eventuella framtida projekt.
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Lågpassfilter för audio

Inlägg av LHelge »

Jag har köpt en förstärkare från Sure Electronics som jag har tänkt att använda för att driva dels två färdiga högtalare med inbyggda delningsfilter, inga konstigheter där.

På en av de övriga kanalerna har jag tänkt att driva ett löst baselement och behöver således ett lågpassfilter. Jag har ingen erfarenhet av varken audiobyggen eller analog elektronik så jag skulle vilja ha lite synpunkter på min design.

Jag har tänkt att använda mig av följande krets innan förstärkaren för att blanda ihop höger och vänster kanal samt ett andra ordningens aktivt Butterworth filter (Sallen-Key) med en OPA2134.

Bild

Synpunkter?

Några mer specifika frågor jag har:
1. Är det lämpligt att använda en OPA4134 istället så jag får två steg till för att få ett sjätte ordningens brantare filter?
2. Är det bättre att bara blanda kanalerna innan förstärkaren och bygga delningsfiltret efter med kondingar och drosslar?
3 Har jag tänkt rätt med kondingarna som ska ta bort DC-nivå? Har de lagom kapacitans?
Användarvisningsbild
psynoise
EF Sponsor
Inlägg: 7226
Blev medlem: 26 juni 2003, 19:23:36
Ort: Landvetter

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av psynoise »

Ingångarna till operationsförstärkarna måste ha ström, trots att OPA2134 har FET-ingång. Detta kan du lösa med att koppla ett motstånd från jord till respektive ingång.

Sedan är det vanligt att man även har ett högpassfilter på ingången för att dämpa högfrekventa störningar, typiskt på > 100 kHz.

Att summera ihop stereokanaler är inte alltid lämpligast, jag hade lagt till en brytare också för att kunna använda endast den ena kanalen ibland.

1: Byter du operationsförstärkare bör du se till att det nya valet fungerar i konstruktionen, se först till att den klarar av "unity gain" dvs förstärkning = 1.

3: Beror helt på impedansen mot jord i kretsen efter, om du använder motstånd till jord som jag föreslår bör kondensatorvärdet och resistansen sätta en undre brytfrekvens, denna bör vara låg. Kondensatorvärde på rimligtvis i µF-skala ska du iaf använda och resistans på rimligtvis > 10 kΩ.
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 34937
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Tycker nästan det ser lite skumt ut. Första steget har ju ingen inställd förstärkning,ser det ut som.
Ska du köra en gemensam baskanal summerar du båda kanalerna innan filtret vilket gärna kan vara ganska brant; 18 - 24dB.
Sedan ska du ju ha ett högpassfilter för satelliterna.

Kolla lite på Red Elliotts sidor: http://sound.westhost.com/projects-3.htm
John Pohlmanns filter är en klassiker: http://ldsg.snippets.org/FILTERS/Pomann/crossover.htm
Här var ett simpelt filter: http://www.electronics-lab.com/projects ... index.html
Här var det mer om filter: http://www.educypedia.be/electronics/el ... filter.htm
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av LHelge »

Är det positiva ingången på ICA och negativa på ICB som du tycker att jag borde koppla till jord? De andra har ju på ett eller annat sätt tillgång till ström.

Byter jag till OPA4134 så är det ju samma förstärkare men med fyra istället för två i varje kapsel, och den skall klara unity gain.

Vad gäller att blanda audiokanaler, i vilka lägen kan detta vara dumt? Jag gissar på att de frekvenser jag vill spela i bashögtalaren oftast finns på båda kanalerna så det hade räckt att plocka ut en, men vågar jag lita på att det alltid är så?

Ska jag inte blanda kanalerna så känns lösningen med ett aktivt delningsfilter onödigt komplicerad. Då borde det räcka med ett LC eller ett LCL efter förstärkaren.

Ser dessutom att jag glömt återkopplingen på första steget. Det ska vara kopplat som en buffer.

Bild
Användarvisningsbild
psynoise
EF Sponsor
Inlägg: 7226
Blev medlem: 26 juni 2003, 19:23:36
Ort: Landvetter

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av psynoise »

Det är ICA som inte kommer att fungera, sedan skall du inte använda någon dc-blockkondensator till jorden. Ser även att du har kopplat fel nu, kolla upp hur en summatorkoppling ser ut, den ska vara av inverterandetyp.
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av LHelge »

Ny version igen.

Bild

Här utgår jag, om jag tänkt rätt, från ett medelvärde på höger och vänster kanal (för att inte få någon förstärkning) som jag sedan filtrerar. Ett andra ordningens filter borde ju bli 40 dB/dekad. Är det för brant?

Om jag spänningsmatar OP:n enligt schemat med 12V och använder en spänningsdelare för att skapa en virtuell jord på 6V kan jag fortfarande skippa dc-blockkondensator på jordanslutningarna?
Användarvisningsbild
psynoise
EF Sponsor
Inlägg: 7226
Blev medlem: 26 juni 2003, 19:23:36
Ort: Landvetter

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av psynoise »

Ja, vet inte vad du har fått ifrån att du skulle ha en kondensator där, har du det blir det fel. Nu borde dock din koppling fungera enligt schemat. Dock kommer du få dåligt ljud då man ska egentligen använda delningsfilter för dessa applikationer.
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av LHelge »

Kommer det låta bättre om jag bara använder den första delen som tar medelvärdet på höger och vänster kanal, förstärker och därefter använder ett konventionellt delningsfilter? I så fall varför?
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 34937
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av HUGGBÄVERN »

Jag vet inte vad du försöker göra, men här kan du se ett preliminärt på ett mer avancerat filter:

http://www.pastisch.se/faktiskt/kaffefilter.GIF
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av LHelge »

Kanske ska omformulera min fråga lite:

Jag ska bygga en aktiv subwoofer, kan någon rekommendera ett lämpligt filter, aktivt eller passivt, hög- eller lågnivå.

Sen får någon gärna ge en mer utförlig förklaring varför inte mitt tidigare förslag på lösning skulle låta bra. Jag har läst ett gäng högskolekurser om signalbehandling och närbesläktade ämnen, så bli gärna tekniska, men jag har noll erfarenhet av att bygga audio-grejer. Det lättaste för mig hade nog varit att lösa det med en DSP men det känns lite overkill för ändamålet.

Hur påverkar en fasvridning på 180 grader av det lägre registret, säg upp till 100 Hz eller något sådant, ljudet om bashögtalaren har en egen låda och inga antaganden kan göras om rummet eller placering i förhållande till andra högtalare?
Användarvisningsbild
psynoise
EF Sponsor
Inlägg: 7226
Blev medlem: 26 juni 2003, 19:23:36
Ort: Landvetter

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av psynoise »

Samma ljud (frekvenser) ska inte komma från olika högtalare, särskilt om de är placerade på olika avstånd från lyssnar. Ser man inte upp med sina filter kan summan från olika högtalareelement bli en dålig frekvenskurva. Se LR-filter för mer information:

http://en.wikipedia.org/wiki/Linkwitz-Riley_filter
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av LHelge »

Mycket intressant läsning, framför allt länken http://www.rane.com/note160.html som fanns på wikipedia. En högtalare med flera element har egentligen likheter med en fasstyrd radarantenn, något jag inte tänkt på tidigare.

Nu lutar det åt att använda ett 4:e ordningens Linkwitz-Riley crossover. Blir lite fler komponenter, men lika bra att filtrera den högfrekventa delen också.

Då återstår bara hur jag ska hämta signalen till lågpassdelen. Medelvärdet av höger och vänster eller bara en av höger/vänster?

Summeringskopplingen jag ritat in i tidigare scheman borde väl fasvrida 180 grader så det måste jag vrida tillbaka om jag ska ha någon nytta av ett Linkwitz-Riley, eller hur? Kan jaglösa det så enkelt som att jag polvänder högtalaren eller behöver jag ytterligare ett inverterande OP-steg med unity-gain för det?
Användarvisningsbild
psynoise
EF Sponsor
Inlägg: 7226
Blev medlem: 26 juni 2003, 19:23:36
Ort: Landvetter

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av psynoise »

Kvittar om du polvänder högtalaren eller använder en extra inverterare, dock borde man även kunna konstruera LR-filtret så att det tar han om inverteringen och då spare en operationsförstärkare.
Medelvärdet av höger och vänster eller bara en av höger/vänster?
Finns inget svar på den frågan, en brytare ger dig båda alternativen. Själv är jag av den uppfattningen att baslådor bara hör hemma till film och inte musik, förutom då man har dubbla baslåder likt en PA-anläggning.
Användarvisningsbild
LHelge
Inlägg: 1772
Blev medlem: 2 september 2007, 18:25:31
Ort: Östergötland
Kontakt:

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av LHelge »

Sant att man kan göra ett filtersteg inverterande, tack för tipset.

Det är min yngre bror som bestämt sig för att han vill ha en baslåda, jag ser det som en anledning att lära mig (och honom) något. Om det hör hemma eller inte är egentligen inte så viktigt.

Ytterligare en lösning kunde ju vara att bygga en dubbel baslåda...
xxargs
Inlägg: 10189
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Lågpassfilter för audio

Inlägg av xxargs »

bygg dubbelt om ni ändå bygger, även om det är lite extra besvär och kanske inköp av ett element till så tror jag ni inte kommer att ångra er.

även om basen oftast är monokopplad i inspelningar så är dom inte alltid det - tex ibland liveinspelningar, och det märks när så sker när man har dubbla oberoende basar men missar helt när det är monokopplat...
Skriv svar