Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Det är sant, jag ska såklart beställa en variant som går att köra på en testplatta. Jag tänkte ju förenkla kretsen ovan till bara en enda utkanal (dvs alla LED blinkar i samma takt), så antar att det räcker med en OP då? Plus likriktningen, filtreringen etc? Eller fattade jag fel? Behövs det ändå 2 st?

Som säkert är uppenbart, så har jag inte hållt på med sånt här mycket innan, dvs enklaste lösningen är det bästa i det här läget. Jag har mycket att lära.

Har du nån annan IC som du kan rekommendera för just användning med lägre spänning, om jag fattat rätt på specifikationen så ska LM324 helst matas med högre spänningen än 3,7?

En annan sak jag inte blir klok på är LED och dess styrka, har jämfört en del olika, och det verkar skilja sig enormt på ljusstyrka, även för samma specifikationer.

T.ex dessa två på electrokit: Electrokit: 40300052 samt Electrokit: 41000938

De har båda samma spec på ström och spridningsvinkel, är båda vita men ändå har de ena 12 000 mcd, och den andra nästan det dubbla 21 000 mcd?
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Vet inte var du läst specifikationen men TI's datablad för LM324 säjer 3V eller +/- 1,5 V.
Det kan finnas tekniska detaljer som försämras med låga drivspänningar för de flesta OP men inget som har betydelse för ditt bygge.
LM324 är en snäll krets att få till att fungera, den arbetar på spänningar som är betydligt lägre än lägsta spänningen från ditt batteri.
Om jag trots allt skulle nämna någon krets som fungerar bra på än lägre spänningar och som ger dej mycket kompat bygge, så har jag bra erfarenheter av MAX4039 som är en rätt vanlig krets. Det är två OP i en kapsel och kan fungera ner till ca 1,5 Volt.
Om du funderar på så kompakt bygge, äger du verktygen och kunnandet? Inte för att skrämmas, men den har 9 lödpunkter på kapseln undersida och hela kapseln är lite drygt 1*1 mm stor så en lödpenna fungerar inte.

Bygg med en benförsedd LM324 är mitt råd. En eller två OP eller flera OP har inte så stor betydelse, en kapsel LM324 innehåller fyra stycken OP. Det underlättar och minskar antalet ledare och gör bygget mer kompakt, då man bara behöver koppla in matningsspänningen på ett ställe. När du känner dek mogen och har verktygen att arbeta med mindre kapslar så kan du välja LM324 för ytmontering.

Det kan ha fördelar att ha signal-förstärkningen skild från filterfunktionen, snåla bort en OP är inget som jag skulle experimentera med. Dumt att inte använda de möjligheter som finns.
Dessutom, om du ångrar dej senare är det lätt att lägga till de andra två blink-kanalerna.
Det tar inget mer utrymme och i stort samma ström-förbrukning men med tre kanaler ser det lite mer avancerat ut med olika rytm på de olika färgerna.
Är utrymmes-besparing som är viktigt, kan man välja lysdiods-kapsel med tre stycken separata olikfärgade lysdioder inuti samma kapsel.

Lysdioderna du länkar till har mycket smala ljusvinklar, lyser i en smal stråle i en viss riktning på bekostnad av andra riktningar.
Deras olika ljustyrka trots samma vinkelspridning innebär troligen att den ena har mera strö-belysning utanför huvudloben.
Totalt avgivet ljus mäts i Lumen och är inte samma sak som Candela.
Lysdiodens effektivitet, dvs förmåga att avge ljus relativt tillförd effekt mäts i Lumen/Watt och det är då totalt avgivet i ljus summerat för alla riktningar.
För en ineffektiv diod ligger värdet på 75 Lumen/Watt och en bättre diod kan nå det dubbla. Upplevda skillnaden är relativt liten.
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Ok, tack för förtydligande!

När jag söker på lm324 på Conrad, hittar jag denna: Conrad: 1253053. Har lite svårt att tolka specen, står så här:

Försörjningsspänning dubbel max. +16 V
Försörjningsspänning dubbel min. -1.5 V, +1.5 V
Försörjningsspänning individuell max. +32 V
Försörjningsspänning individuell min. +3 V

Är det denna eller någon annan du menar?
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Ja dom spänningarna verka stämma.
Om jag fattat rätt på specifikationen så ska LM324 helst matas med högre spänningen än 3,7
Det är fel. LM324 garanteras fungerar på avsett sätt från 3 Volt och upp till 32 Volt, dvs den uppfyller övriga delar av specifikationen, typ slewrate, strömförbrukning, temperaturdrift in och utimpedans, mm.
Postorder-sidor är ofta fel, fast det tycks ju vara rätt hos Conrads avseende matnings-spänningen.

Läs tillverkarens datablad och inget annat. Blinka en lysdiod är inte raketforskning direkt, en LM324 duger mer än väl för vad du vill bygga.
Databladets siffror utesluter inte att LM324 även har viss funktion på lägre spänning än 3 Volt. Den tvärdör antagligen inte på lägre spänning, men övriga specifikationen garanteras inte.
Det är i vart fall bara hypotetiska funderingar, då lysdioderna har liknande krav på spänning för att lysa. Om spänningen är för låg för dessa, så spelar det ingen roll att kretsen börjar halta i funktionen.
Användarvisningsbild
arvidb
Inlägg: 4537
Blev medlem: 8 maj 2004, 12:56:24
Ort: Stockholm

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av arvidb »

Tessmus skrev:För att driva alla LED på spänningen behöver de ju paralellkopplas, folk säger alltid att det inte är någon bra ide och att LED alltid ska seriekopplas. Men om varje LED har ett motstånd eller en led driver används för att ge kontrollerad ström så är det ok antar jag? Vad skulle ni föredra?
Om du ger varje LED ett eget seriemotstånd och sedan parallellkopplar så kommer det att funka fint.

Den enda fördelen med en LED driver här skulle möjligen vara en något lägre effektförbrukning, om du väljer driver noga. Om LED:en har ett framspänningsfall på säg 2 V, och batteriet ligger på 3,7 V, så väljer man ju seriemotstånd så att 3,7-2 V ligger över motståndet. Effektförlusten i motståndet blir då (3,7 - 2)*If, där If är strömmen genom LED:en. För så små lysdioder som detta lär handla som så känns det som ett stort onödigt krångel att välja en dedikerad LED-driver. Men när du har en fungerande krets med seriemotstånd så kan du ju räkna på det och fundera på om det är mödan värt.

(Drivern kan eventuellt spara energi genom att den fungerar som switch-omvandlare och direkt reglerar strömmen - men då gäller det att drivern dels är switchande, och dels att dess egenförbrukning inte är större än förlusten över seriemotstånden.)
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Ok, låter bra, då kör jag på motstånd då bara!

Gällande de likriktande dioderna och transistorerna i kretsen, vad ska man köpa här? Sökte på likriktande dioder på conrad och hittade t.ex. Conrad: 155460, och transistor Conrad: 155012. Använder gärna det som är mest standard/enklast, har ni några tips?

MVH
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Led-drivers, det är npn-trissorna om det är tidigare schemat som funderas över. Trissor duger bra till detta men de har även en viss roll för att se till att amplituddemodulationen kan fungera för att få disco-blinket, vilket ju inte fungera med direkt drift.
Om det bara är en lysdiod i kretsen, något än bättre för demodulation-effekten skulle vara att lägga lysdiodens seriemotstånd på emitter-sidan.
Vill man fulbygga lite, eftersom det bara är en kanal som ska byggas kan två OP agera ersättare för npn-trissorna utan att använda förkopplingsmotstånd, då inre förluster i LM324 begränsar strömmen till ca 10mA och värmen blir förmodligen inte större än att kretsen överlever.
PWM eller switchning kommer garanterat att kosta mer än det smakar. Det kommer knappast bli ens 1 Volt över seriemotståndet, så mesta effekten förbrukas ändå i dioden oavsett hur man driver den.
Man skulle kunnat utföra frekvensfiltreringen och efterföljande demoduleringen med passande delay i mjukvara i en liten MCU, och då hade man evt. kunnat få PWM gratis.
Detta var en parentes dock. TS har fullt upp att använda schemat som det är innan det blir utsvävningar som riskerar att det inte blir något alls.

Dioderna, välj 1n4148 med ben-kapsling. Köp 10-100 st. Det är standard-komponent i hobby-verkstaden och bör alltid finnas hemma.
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Jo den duger. Annars får du fler för pengarna här.
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Sant! Men pallar inte vänta en månad :)

Gällande NPN transistorerna, funkar denna? Conrad: 155012, eller finns det bättre alternativ?
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Duger
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Hej!

Har tagit upp det här igen nu och försöker förstå filtreringen och frekvensuppdelningen i kretsen ovan. Jag vet hur ett enkelt RC filter för högpass eller lågpass fungerar, men kan inte riktigt tolka filtreringen i denna krets, varje kanal och OP verkar ha 4 kapacitorer och 4 resistorer, vad används alla dessa till, och hur kan jag räkna ut frekvensbanden som de släpper igenom? Och varför räcker det inte med ett lågpass och ett högpass t.ex?
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Hur många frekvensband man vill ha är efter smak. Tre band ger den klassiska disko-effekten och det blir oftast tydlig skillnad mellan lampornas blink-mönster om musiken innehåller bas,mellanregister och diskant.
Filterfunktionen ser och är lite krångligare att förstå då den delvis är en via OP återkopplad egenskap. Aktivt filter kallas det med OP, utan OP passivt filter.
Det finns många ställen på nätet där du kan lära sej hur man räknar olika typer av filter. Här finns en lathund som beräknar ett lågpass-filter. Stoppa dit önskad frekvens så ges förslag på komponent-värden. Liknade lathundar finns för de övrig kanalerna, mellanregister och diskant.
I den föreslagna ritningen är det aktiva bandpass-filter som följs av en passiv lågpass detektor-del,
Fler filter-varianter: http://www.mh-audio.nl/abpf.asp
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Ok, vad tillför den passiva lågpassdetektionsdelen på signalen om den ändå bandpassfiltrerats innan? Sedan undrar jag över den första OPn i kretsen, varför behöver man förstärka och filtrera signalen innan den delas upp i tre kanaler som sedan förstärks och filtreras?

Vad jag undrar är väl egentligen vad som skulle t.ex hända om man skippade den första OPn samt lågpassfiltreringen?
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Lågpass-detektorn gör att ögat kan se långsammare blinken som en summering av ljudenergin för aktuellt frekvensområde.
Antag att man filtrerar frekvensområdet runt 1kHz. Ögat ser inte om en lysdiod blinkar 1000 ggr på en sekund men lysdioden tänds som resultat att det finns viss mängd med energi i frekvensområdet. Lite som ett visarinstrument som visar amplituden av musiken istället för att darra i takt med frekvensen.
En visarnål som darrar 1000 ggr per sekund fram och tillbaka är det liksom ingen vits med.

Första förstärkaren bestämmer hur mycket och ofta lysdioderna ska tändas relativt inkommande ljudnivå. Den gör det genom att förstärka inkommande signal. Om inkommande signal är kraftig behövs inte extra förstärkning.

Skippar man lågpassfiltrering (integrering)+detektor kommer ögat inte att se något amplitudberoende blink, det går för fort. Lysdioderna kommer också lysa svagare, om de tänds alls.

En typisk krets typ LM324 innehåller fyra OP, så varför inte nyttja alla? Kostar i stort inget extra jobb och börjar man ändra på designen finns massa annat som man bör ha koll på, om det fortfarande ska fungera alls. Testa gärna att hoppa över en förstärkare och olika filterdelar, men gör det först när du fått det att fungera precis enligt schema.
Det kan vara svårt nog att få kretsen att fungera utan att göra omdesign, som ett första steg.
Skriv svar