Кроссовер на ОУ

[OQtagooi]

Заказал я у китайцев себе простенький активный кроссовер. Чисто для экспериментов. По акции два по цене одного. Вот такой:

Многого я от него не ожидал, но таки преподнёс мне сюрприз. После проверки на работоспособность, которую данный кроссовер с успехом прошёл, решил посмотреть что он из себя представляет более детально. Подцепил к звуковой карте своего компа и погонял по частотам. Выяснилось следующее.
После 7000 Гц идёт ровная полочка примерно до 18500 Гц, а потом довольно крутой спад в ноль.
Фильтры имеют спад 6 дб на октаву, и с фильтрами ВЧ всё в порядке, а вот фильтры НЧ работают как-то странно. Для большей наглядности набросал по быстрому график:

Сплошными линиями показано то что у меня получилось при прогоне по частотам, а пунктиром то что было задумано китайцами. Вроде всё правильно, но кривая спада фильтра НЧ вывернута не в ту сторону. Соответственно вопрос, что могло вызвать такой замечательный эффект?

 

[Segun]

Почему не купить новую игрушку? Дешево ведь!
Только как без схемы переделывать? Надо срисовывать по печатке.

 

[LDS]

Заказал я у китайцев себе простенький активный кроссовер. Чисто для экспериментов. По акции два по цене одного. Вот такой:

Посмотреть вложение 25065

Многого я от него не ожидал, но таки преподнёс мне сюрприз. После проверки на работоспособность, которую данный кроссовер с успехом прошёл, решил посмотреть что он из себя представляет более детально. Подцепил к звуковой карте своего компа и погонял по частотам. Выяснилось следующее.
После 7000 Гц идёт ровная полочка примерно до 18500 Гц, а потом довольно крутой спад в ноль.
Фильтры имеют спад 6 дб на октаву, и с фильтрами ВЧ всё в порядке, а вот фильтры НЧ работают как-то странно. Для большей наглядности набросал по быстрому график:
Посмотреть вложение 25067

Сплошными линиями показано то что у меня получилось при прогоне по частотам, а пунктиром то что было задумано китайцами. Вроде всё правильно, но кривая спада фильтра НЧ вывернута не в ту сторону. Соответственно вопрос, что могло вызвать такой замечательный эффект?

Я так понял это 2-х полосный?
Нагрузку ставили?

 

[OQtagooi]

Да, это двухполосник., на каждый фильтр по одному ОУ.

Нагрузку ставили?

Когда по частотам гонял, цеплял напрямую к входу и выходу звуковой карты компа. Думаете рассогласование по выходу кроссовера такой глюк давать может? ОУ там стоят NE5532. Что посоветуете?

 

[LDS]

Когда по частотам гонял, цеплял напрямую к входу и выходу звуковой карты компа. Думаете рассогласование по выходу кроссовера такой глюк давать может? ОУ там стоят NE5532. Что посоветуете?

Она же ставится по входу усилителя. Входное в усилителе высокое, но думаю стоит учитывать.

 

[Марков Николай]

Заказал я у китайцев себе простенький активный кроссовер. Чисто для экспериментов. По акции два по цене одного. Вот такой:

Посмотреть вложение 25065

Многого я от него не ожидал, но таки преподнёс мне сюрприз. После проверки на работоспособность, которую данный кроссовер с успехом прошёл, решил посмотреть что он из себя представляет более детально. Подцепил к звуковой карте своего компа и погонял по частотам. Выяснилось следующее.
После 7000 Гц идёт ровная полочка примерно до 18500 Гц, а потом довольно крутой спад в ноль.
Фильтры имеют спад 6 дб на октаву, и с фильтрами ВЧ всё в порядке, а вот фильтры НЧ работают как-то странно. Для большей наглядности набросал по быстрому график:
Посмотреть вложение 25067

Сплошными линиями показано то что у меня получилось при прогоне по частотам, а пунктиром то что было задумано китайцами. Вроде всё правильно, но кривая спада фильтра НЧ вывернута не в ту сторону. Соответственно вопрос, что могло вызвать такой замечательный эффект?

По ВЧ 6дБ/октаву, а по НЧ - не пойми что. Нарисуйте схему НЧ фильтра, что ли.

 

[IgorE]

кривая спада фильтра НЧ вывернута не в ту сторону

На чем основано такое утверждение? Фильтры разные бывают, как и их передаточные характеристики.

 

[OQtagooi]

По ВЧ 6дБ/октаву, а по НЧ - не пойми что. Нарисуйте схему НЧ фильтра, что ли.

Нарисую но позднее. Сейчас небольшая запарка, а устройство смонтировано на многослойной печатке, так что вызванивать придётся. С ходу не срисуешь.

В общем источник глюков обнаружен. Им оказалась Win 10 которая автоопределила кроссовер как комплект для вебстриминга или что-то вроде того и врубила постобработку. Всё-таки физический генератор и осциллограф ничто не заменит. Софтовые аналоги могут запросто выдавать всякую психоделику, а ты потом над ней голову ломай. Плата работает вполне нормально. Спад на фильтре НЧ начинается примерно с 280 Гц, а на ВЧ с 930 и всё те же 6 дб на октаву. Место встречи тоже осталось там же - 470 Гц. Схему фильтра НЧ я таки зарисовал.

Может кому пригодится. И ещё один момент. С 8000 Гц до 18000 Гц идёт практически линейный спад на 3 дб, а с 18000 Гц до 19000 ещё на 3 дб. Об этом я упоминал в первом посте, но сейчас удалось рассмотреть это более детально. Как и ожидалось, на что-то качественное этот кроссовер не претендует, а вот подружить НЧ динамик и широкополосник в бумбоксе - самое оно.

 

[IgorE]

Им оказалась Win 10 которая автоопределила кроссовер как комплект для вебстриминга или что-то вроде того и врубила постобработку.

Конструкция на 100% аналоговая. Автоопределить комп её не может. Это было накручено в самом компе и поверхностное знание самой прикладной программы .
Конечно генератор + вольтметр лучше. Но балалайками нормально это не сделать + большие трудозатраты. Сейчас всё софтовое, тестер примитивный и тот с АЦП, т. что.......еще не вечер.

 

[Марков Николай]

В общем источник глюков обнаружен. Им оказалась Win 10 которая автоопределила кроссовер как комплект для вебстриминга или что-то вроде того и врубила постобработку. Всё-таки физический генератор и осциллограф ничто не заменит. Софтовые аналоги могут запросто выдавать всякую психоделику, а ты потом над ней голову ломай. Плата работает вполне нормально. Спад на фильтре НЧ начинается примерно с 280 Гц, а на ВЧ с 930 и всё те же 6 дб на октаву. Место встречи тоже осталось там же - 470 Гц. Схему фильтра НЧ я таки зарисовал.
Посмотреть вложение 25178
Может кому пригодится. И ещё один момент. С 8000 Гц до 18000 Гц идёт практически линейный спад на 3 дб, а с 18000 Гц до 19000 ещё на 3 дб. Об этом я упоминал в первом посте, но сейчас удалось рассмотреть это более детально. Как и ожидалось, на что-то качественное этот кроссовер не претендует, а вот подружить НЧ динамик и широкополосник в бумбоксе - самое оно.

Однако, в схему не въехал. Неинвертирующий вход по постоянному току висит в воздухе, или как?

 

[slami]

Скорее всего точка C2, R3, R4 на землю должна быть

 

[Марков Николай]

Скорее всего точка C2, R3, R4 на землю должна быть

Тогда на кой там столько деталей? Первый порядок с повторителем, всё. 2 детали и ОУ.

 

[OQtagooi]

Поправил на схеме два косяка и привёл в удобоваримый вид.

 

[Александр Бокарёв]

c3 R7 R6 вне смысла

 

[OQtagooi]

Во втором канале схема аналогичная. Тут R6 звонится с 4 ногой ОУ - это -12 В, а во втором канале с 8 ногой - это +12В. Зачем так сделано, тоже не понимаю.

 

[Марков Николай]

Поправил на схеме два косяка и привёл в удобоваримый вид.
Посмотреть вложение 25228

R6, R7, C3 не находятся в цепи сигнала. Получился ФНЧ второго порядка, чуть мягче Линквитца. Раздел с верхней полосой по уровню -6дБ, верхняя полоса - аналогичным по смыслу ФВЧ. Нормальный вариант.

 

[Георгий]

- 12 вольтов через резистор и кондер на землю? Где косяк?

 

[OQtagooi]

Фильтр ВЧ тоже зарисовал, может кому пригодится.

 

[Марков Николай]

Фильтр ВЧ тоже зарисовал, может кому пригодится.

Посмотреть вложение 29527

Непонятно предназначение резисторов R3 в обоих фильтрах, а также не верю в С3=2200мкФ во втором...

 

[OQtagooi]

не верю в С3=2200мкФ во втором...

Ну да, тут ошибка. Реально стоит 222J100 - это 2200pF 100V.

 

[GoFrenDiy]

Коллеги, приветствую! Да простит меня автор - 3 года прошло... Можно я тут буду свои глупости писать, чтобы новую тему не создавать, т.к. чувствую что уже на этапе моделирования начинаю идти не туда.

Итак. Мысли у меня простые: мне нужно для телевизора сделать чуточку получше звук из кучи всякого, что у меня имеется в наличии. Выставили на мусорку Аэлита РМ 204С )))) он же Радиотехника МЛ-6201 в полурабочем состоянии. Ломать я её абсолютно не хочу, восстанавливать пока тоже, но и в том виде что есть использовать её тоже не очень получается: где-то там что-то поломалось и работает всего один канал. От этого советского музыкального центра в эксплуатацию себе отправил колонки, а основной блок оставил до лучших времён. Как бы ни были "прекрасны" 6ГДШ-5, но гонять их полный диапазон такое себе занятие. Решил я из 2х полоски скрутить 3х полоску, но только в этот раз реализовать её на биампинге: верх колонки от Аэлита РМ 204С, низ... ну что-то запилю на каком-нибудь 25ГД-26Б \ 35ГДН1-4. Готовые кетайские D-усилители есть, для начала, даже 3х полосные фильтры перестраиваемые активные у меня есть из детства, где СЧ часть банальным вычитанием получал - ну просто чтобы по-быстрому частоты раздела на слух подбирать, но последние только на графиках красиво работают, а в реальности я, собственно, занялся беглой разработкой 2х полосного кроссовера на УО.

Для начала схема одного канала, на которой пока остановился:

Планирую всё это по-быстрому на макетке обычной собрать, но схема плавно обрастает элементами. Т.к. всё это хочу сделать настраиваемым, то R1 будет 6 кОм + 20 кОм переменник, R2 3 кОм + 10 кОм переменник, соответственно и R9 6 кОм + 10 кОм переменник. Так же на схеме не обозначены переменники по выходам OUT1 и OUT2, ну пусть по 47к, чтобы полосы по уровню регулировать, а так же смотрю, что в интернетах к ФНЧ фазовращалку добавляют. Порядок фильров выбран такой... ну просто почему бы такой не выбрать ))) Номиналы считал просто по картинке:

Т.к. питание всего этого безобразия планируется эдак от +24 В, соответственно для кроссовера поставлю какую-нибудь КРЕНку на 12...15 В и вот из этого я начал накидывать схему. Собственно на этапе подсовывания делителей с V+ для подсовывания постоянки, у меня и начали плыть частоты раздела, да и крутизна спада, хотя если подпирать к Uпит/2, то спецэффектов не наблюдается в симуляторе.. Подогнать элементы под новые реалии то не долго, но я вот чего подумал - а из +24 В можно же сделать ±12 В на обычных конденсаторах и резисторах и уже к этой новой 0 точке упирать R1, R69, а так же запитывать ОУ от "двухполярного" питания.

А может я вообще концептуально не туда пошёл? Оно вот сабж готовый, наверное, есть в продаже и можно его поискать в продаже, если прям недорого стоит, но... Спаять вот такое на 5 ОУ и макетке мне не доставит больших сложностей и финансовых затрат, стремящихся к 000, ибо даже не хочется заморачиваться с печатной платой под этот проект и уж тем более DSP из чулана доставать. Крутить пассивные фильтры тут не хочется, ну просто потому что есть кучка усилков и просто отдельные компоненты можно от них запустить. Да, можно просто за 1500...2000 р купить саундбар или какую-то комповую акустику 2.1, но играть оно будет совсем печально, не особо лучше самого телевизора. Отдельно колоночки от Аэлита РМ 204С играют вполне нормально, разве что не хватает басов, которые я и хотел 35ками и добавить.

 

[Lyuber]

ФНЧ

ерунду не майте.
D есть и там фильтр пересчитать, добавить 2й порядок (хоть на ВАГО собрать) если надо.

Расчёт пассивных RC фильтров. Онлайн калькулятор

Частотные фильтры, фильтры высоких и низких частот, полосовые резонансные фильтры, частота среза, одноэлементные фильтры высоких и низких частот, расчёт активных и пассивных фильтров, онлайн калькулятор, пример расчета, формула расчета

vpayaem.ru

 

[GoFrenDiy]

Мысль о биампинге на Д-шке для НЧ - здоровая на всю голову.

так тут всё просто: лежит без дела пара TPA3110. Свои 2 по 10 Вт они могут, а если разделить 2 по 10 Вт только для НЧ динамиков, и 2 по 10 Вт только для СЧВЧ полосы, то может какой-то профит будет, т.к. НЧ усилкам не надо верх усиливать, а колонкам от Аэлиты не надо мучаться с НЧ.

Только на кой батон четвёртый порядок фильтров?

Ну не знаю ))) Просто чтобы было ))) Реально на Fs=120 Гц там нормальный такой горбик на АЧХ и может и нужно было бы эдак на 500 Гц 2м порядком порезать и не парится, но тут то просто из расчёта, что всё для этого 4го порядка есть ))) Можно тем самым спустится на 250...350 Гц, хотя по симуляции у меня диапазон 70...350 получается.

Начните с одного канала, с двух последовательно включённых одинаковых пассивных RC-фильтров, ака Линквиц по-бедному
На входе буфер (после низкоомного выхода источника и его не надо!), потом пассивные фильтры, в конце ФВЧ - ОДИН регулятор, выход НЧ на 100%... Не благодарите!
ПыСы. Частота раздела 300 Гц, с бодуна от балды с потолка.

Это я знаю... Это я ещё в 200х году всё пробовал когда пытался 5ГДШ5 с 25ГДН1 сдружить. Мне такой фильтрации показалось мало и с того момента я полез в цифровую фильтрацию с высокими порядками - вот там хорошо состыковалось...

НО вот щас чот прям подумал... А реально на той же макетке вполне можно скрутить RC, для начала и, скорее всего, исходя из общей концепции, применяемых компонентов и воспроизводимого материала, на этом и остановится... Но ФНЧ+ФВЧ и на 250...350 Гц - это я всё-таки хочу реализовать! Не знаю на счёт входного буфера - может Out телевизора вывезет пассивки... ну раз уж упрощать, то уж упрощать )))

 

[Lyuber]

ФВЧ и на 250...350 Гц

ящик рассчитайте (на 100Гц если 1 НЧ, ниже стервы нету) для СЧ/ВЧ динамика, будет спад без фильтра, если в Гельмгольца (ФИ) посадите, то ни каких фильтров 100 лет не нужно.

Когда коту делать не чего, он яйца лижет.

 

[GoFrenDiy]

ящик рассчитайте (на 100Гц если 1 НЧ, ниже стервы нету) для СЧ/ВЧ динамика, будет спад без фильтра, если в Гельмгольца (ФИ) посадите, то ни каких фильтров 100 лет не нужно.

Когда коту делать не чего, он яйца лижет.

Ну тут просто даже по-простому - если готовым колонкам от Аэлита РМ 204С, которые будут выполнять роль СЧ/ВЧ, подрезать НЧ, то они даже чуточку громче играть начинают. Если немного усложнить вопрос, то без НЧ эти колонки даже начинают значительно чётче играть, за счёт того, что эти самые НЧ меньше "тревожат" СЧ диапазон. Т.к. у 6ГДШ явно высокая добротность и он гудит своим резонансом эдак на 120 Гц - я нормальным микрофоном не слушал, а лишь на мобильник по-быстрому гонял - то хочется этот резонанс попробовать забороть. Я не знаю на сколько он там в реальности торчит, но из личного опыта 20 летней давности, с подобными 5ГДШ5-4, вполне там 10 дБ может торчать горб:

Бездельнику коту здесь нужно просто пойти и купить какой-нибудь саундбар готовый, лечь дальше на диван и продолжить смотреть телевизор, но у меня руки чешутся ещё отсюда поэтому я продолжу свои глупости Понятное дело, что прежде чем фильтры разрабатывать, надо понимать чего там фильтровать то надо, но я потому его перестраиваемым и хочу сделать, чтобы была потом возможность удобной подстройки с микрофоном, но понимание с какой, примерно, АЧХ предстоит работать картинка выше даёт.

Отмечая вчера своё 43х летие, между подходами к столу, я по-быстрому накидал вариант с обычным RC перед усилками и вот чего получилось:

Если включить воображение и попытаться в нём применить синий график к графику АЧХ, ну пусть хотя бы 5ГДШ5-4 из картинки выше, то получается после этого фильтра если горб на Fs снизится до 0 уровня и то хорошо. С одной стороны, может получится даже полочка от 200 Гц и выше, но как показала практика конкретно с тем 5ГДШ5-4, 300-800 Гц на узкой морде в 200мм имеется неслабый такой провал по АЧХ. Сейчас я знаю, что у 6ГДШ5 этот горб примерно на 120 Гц и он не такой широкий. С помощью RC я его придавлю до уровня примерно -3...-6 дБ, но при этом и 200...300 у меня просядет. Советский широкополосник - он интересный по звучанию, но как по мне, нормально он всё что ниже 250...300 Гц играет плохо, особенно если выходить за его номинальные мощности. Возвращаясь к 4му порядку фильтров и включая снова воображение для применения зелёного графика к графику АЧХ, горбик на 200 Гц и уж тем более на 120 Гц, должен будет в значительной степени уменьшится, чтобы уже не так сильно влиять на общую АЧХ, да и самому динамику сильно легче будет воспроизводить СЧ диапазон. Зачем 4й порядок к ФНЧ? Ну просто чтобы он был, а если не понадобится, а с 25ГД26Б он скорее всего не понадобится, то его можно либо отключить, либо утащить дальше по частоте, если 8" вдруг решит гадить на 500+ Гц. Так чисто по симуляции, сшилась прикольно схема _da

Исходя из вышесказанного, откидывая целесообразность, да и просто потому что хочу попробовать, возвращаюсь к обсуждению нижней схемы. С однополяркой и "пук" в колонки - это я понял - усилок то сам однополярный и у него у самого там какая-то задержка включения, вроде бы, есть. А по вопросу с Uпит/2 - а что если сделать ещё один источник питания в какие-нибудь 7,5 В и от него уже подавать ну вот там где надо, на неинв. вход операционника?

А ещё... чтобы не плодить операционники, можно и 3м порядком попробовать обойтись:

Оно даже как-то не хуже получается по затуханию, чем схема 4м порядком, единственное что, по номиналам подстроечников будет большой разброс. Если с ФНЧ ещё как-то можно будет одним номиналом всё крутить, то вот в ФВЧ разброс неудобный.

 

[Lyuber]

на мобильник

и трубу ФИ отрезать/добавив диаметром большим (туда - сюда - обратно, ширику приятно)

 

[GoFrenDiy]

Заказал я у китайцев себе простенький активный кроссовер. Чисто для экспериментов. По акции два по цене одного. Вот такой:

Посмотреть вложение 25065

А кто знает, что это за кондёры такие жёлтенькие? Вроде на X2 похожи, но самые мелкие Х2 на алике что я видел шириной 5мм, а тут прям маленькие, компактненькие.

 

[Сталкер001]

А кто знает, что это за кондёры такие жёлтенькие? Вроде на X2 похожи, но самые мелкие Х2 на алике что я видел шириной 5мм, а тут прям маленькие, компактненькие.

Все кондеры желательно чтобы были - металопленка и их также можно отбирать по нелинейным искажениям. Это можно делать в самой схеме устройства или собрать простейший макет в виде ФНЧ или ФВЧ на переменном резисторе ( порядка 50-100 к) и измеряемом конденсаторе, к котором подключаете сигнал с выхода звуковой карты, а выходной сигнал с такого фильтра, подаете на её вход. Разброс по нелинейным искажениям может быть большой ( в разы) задача подобрать наименее искажающие конденсаторы. Тогда фильтры на типовых ОУ будут иметь нелинейные искажения порядка 0,001-0,005%.

Сделав частотозадающие резисторы в виде спаренных переменных резисторов ( 22-100 к) можно осуществлять перестройки частот раздела в широких пределах.

А что касается выбора порядка фильтра. на мой взгляд, лучше всего подходят фазолинейные фильтры Бесселя второго порядка в прикрепленной схеме. Можно получить примерно такие характеристики.

 

[MacSys]

металопленка

Полипропилен нельзя?

 

[Сталкер001]

Полипропилен нельзя?

Возможно, что и можно, я не измерял. Мне металопленка нравится своей относительно невысокой ценой и малыми размерами. Хорошо работают в фильтрах даже конденсаторы на напряжение 50-63В. Их также можно ставить в УНЧ по входу и в фильтрах на выходе и по питанию. Можно делать компактные устройства с неплохими параметрами.
Категорически нельзя ставить рыжие керамические бескорпусные конденсаторы. Нелинейные искажения с 0,002% сразу улетают до 0,03-0,1%. Из керамических можно ставить только NPO. Но они, как правило, делаются на небольшие емкости, примерно до 1-2n.