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 »

Ok! Tack för klargörandet!

Har läst lite om filter på: https://www.electronics-tutorials.ws/fi ... ter_7.html. Om jag inte fattar helt fel är grunden i kretsen ovan ett sk. "Infinite Gain Multiple Feedback Active Filter"?

Eftersom jag vill ändra frekvensbanden en del försöker jag förstå vilka kondensatorer/resistorer som jag bör ändra värdet på etc. Men du har kanske rätt i att jag ska börja med kretsen precis som den ser ut först.

Hur som helst saknas det värde på en av kondensatomerna i kretsen, den som sitter precis innan ingången till förstärkaren? Har ni någon ide om vad det kan vara?
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Bägge kondensatorerna på ingången har samma värde, 0.047uF på den första OP'n, 0,01uF på nästa osv.
Det är vad som står beskrivet i din länk: C = C1 = C2. :vissla:
Vilka värden som ska ändras för en viss frekvens länkade jag till.
Sällan bra ide att ändra värden om man inte är säker på vad man sysslar med. Lite som att börja flytta bokstäver innan man kan stava. Chansen att det blir rätt är minimal.
Ett första steg kan vara att öva att göra några uträkningar enligt formlerna du hittade och stoppa in värden från befintligt schema.
Lite slarvräkning i huvudet så ser frekvenserna ut att vara typiskt valda för frekvenser där de flesta musik-typer har sin största energi. Ungefär 333/1000/3000 Hz +/- lite avrundningar då man använder standardvärden i E12 serien.
Frekvensvalen har med filtrens bandbredd att göra, där man normalt vill ha regelbunden skalning för bästa effekt. I detta fallet stegar man med en faktor 3 mellan varje filter. (3*333=1000 Hz osv).
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Oky!

En dum fråga kanske, men på LM324 förstärkaren, är det den negativa inputsignalen, eller den negativa sidan på batteriet som ska vara jord? På schemat ser det ut som det är inputsignalen, men på förstärkaren jag använde innan var det den negativa sidan på batteriet.
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Jord är det som har jord-symbol på schemat. OPns +/- liksom att det behövs strömförsörjning är inte utritat.
För att OP-kretsar i allmänhet ska fungera bäst har de spänningsförsörjning + och - .
Jord ska ligga mitt emellan dessa spänningar.
Enklast kan man se det som två batterier där det negativa sidans batteris plus-pol kopplas till jord och batteri minuspol till OP'n minuspol.
Positiva sidans batteri, där kopplas dess batteris negativa pol till jord och positiv sida till OP'ns plus.
För att klara sej med bara ett batteri kan man dela upp batteriet i två delar genom spänningsdelning.
Mittpunkten blir då jord och plus på batteriet kopplas till OP'ns plus och samma med negativ sida som kopplas till OP'ns minus.
Sådan spänningsdelning är inget som jag rekommenderar för detta schema. Då är det bättre att ge OPns jord en DC-offset men då måste man göra många andra ändringar för bra funktion.
Därför gäller samma som tidigare, ändra inget tills man sett att denna konstruktionen fungerar.

Att behöva använda både plus och minus samt jord är rätt naturligt för växelspänningar typ ljud-signaler.
De svänger kring nollan (jord) lika mycket på minus som på plus-sidan så man behöver då elektronik som kan arbeta med bägge polariteterna.

Grundprincipen för spänningsmatningen för detta schema ser ut så här:
op2.jpg
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Senast redigerad av E Kafeman 4 april 2018, 10:38:09, redigerad totalt 1 gång.
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Inte säker på att jag riktigt hänger med...

1. Menar du att den positiva inputen till OPn skall kopplas till batteriets negativa pol?

2. Om inte, ska outputen från OPn vara outputpinen samt batteriets negativa pol eller den negativa inputen.

3. Är kretsen ovan designad så att det måste vara två separata batterier? Isf har jag ett problem, för jag har en begränsning i den här designen och det är att jag bara kan använda ett batteri.
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Har uppdaterat tidigare bild så det blir mer tydligt.

Batteri som svarar för positiv spänningsmatning ska från dess plus-pol kopplas till OP positiva spänningsmatning, pinne 4 på LM324.
Batteri som svarar för negativ spänningsmatning ska från batteriets minuspol kopplas till OP negativa spänningsmatning, pinne 11 på LM324.
Mittpunkten mellan de bägge seriekopplade batterierna kopplas till schemats gemensamma jord.

Om man tittar på datablad för kretsen kan pinne 11 vara både jord och negativ spänning. Det är inte nödvändigtvis vad som i den egna kretsen är jord eller negativ spänning.

Man måste kunna hantera även negativ halva av ljudsignalen om det ska bli bra fungerande filter.
Två batterier är den tekniskt enklaste lösningen att hantera negativ spänning om man är nybörjare och enklast att förstå.

för jag har en begränsning
Kan så vara, men begränsningen hur detta fungerar har inte hejdat långt mer komplicerade kretsar med valfritt antal batterier. En mobil-telefon t.ex. hanterar ljudsignaler och mycket andra typer av signaler men har bara ett enda batteri.

Om begränsningen är fysiska batteri-storleken kan man på den negativa sidan använda ett 1.5volt klockbatteri. Det batteriet behöver inte lämna så mycket ström eller spänning då lysdioderna enbart drar ström från positiva sidans batteri. Lösningar finns i massor för vad du evt tänkt åstadkomma.

Det blir för mycket att detalj-leda dej i dina specifika behov och varianter. Glöm dom nu.
Det som fortfarande gäller är att du bör satsa på att plocka ihop kretsen på en experimentplattan helt utan ändringar. Även om du jobbar långsamt tar det max 30 minuter om du gör rätt. Gör det med 2 batterier och allt enligt schemat.

När allt fungerar, men först då, kan du pröva andra värden och antal på både komponenter och batterier. Fungerar det inte som tänkt kan du mäta dej fram till varför. Det är det du lär dej på, att jobba med prylarna, inte på att få en lösning serverad exakt anpassad efter vad du tänkt.

Först när funktionen fyller dina önskemål plockar du över komponenterna från experiment-plattan till ett kretskort.

Du kan fråga vidare ifall du kör fast när du gjort ändringar som inte fungerar som tänkt.
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Ok, nu har jag fått grundkretsen (för en kanal) att fungera!

Nu skulle jag vilja göra en tweak, jag skulle vilja ha en kanal som filtrerar ut "ohörbart" ljud, dvs allt över typ 18 000 - 20 000 Hz.

Jag har prövat med en förenklad krets, i stort sett bara ett högpassfilter innan förstärkaren och jag upptäckte då att det verkar som om signaler över runt 10 000 Hz tyckts filtreras bort, kan detta vara en egenskap hos förstärkaren? Och går det att påverka detta med olika gain etc?
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Du får modifiera bandpass-filtret till ett högpass, som släpper igenom alla frekvenser över en viss frekvens.
Det är två motstånd och två kondensatorer som måste flyttas.
Stoppa bara in din frekvens i nedan formel.
R1 och R2 är dina nuvarande 560Ohm resp 560kOhm. R3 och R4 välj ca 1-10 kOhm.
highpass.png
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Ok, nu har jag gjort ett försök att bygga kretsen ovan ... Jag har använt följande värden på resistorer och kondensatorer

R1 = 560 Ohm
R2 = 560 K Ohm
R3 = R4 = 3,9 K Ohm
C1=C2 = 2,2 nF

Vilket, om jag inte räknat fel, borde ge ett gain på ca 1000 och ett highpass på runt 18,5 K Hz.

Men när jag slår på kretsen händer ingenting, LEDen lyser inte för några frekvenser. Så jag antar att något är fel. När jag byggde kretsen med bara ett enkelt RC filter (min första ritning) så lös iaf LEDen, fast fekvensbandet var inte som jag ville...

Jag bifogar bilder på mina ritningar och hur jag försökt översätta det till LM324 chipet, samt foto på bygget (vet inte om det går att se något från dessa dock).

Hur som helst, ser ni några uppenbara fel i mina beräkningar eller hur jag byggt kretsen?
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Varför skulle lysdioden lysa och var hade du tänkt koppla in den? Framgår inte direkt av ritningarna.
Du har byggt ett högpass-filter verkar troligt. Det är inte något som är avpassat att driva en lysdiod med även om en diod nog skulle kunna flämta lite om nivåerna är tillräckligt höga.

Om det är ljudöverföring via standard BT så finns för mycket brister i sådan kedja att det knappast finns några ljuva toner över 18kHz ens om nu ljudkällan skulle ge det.

Hur mycket signal över 18kHz finns på in och utgången av kretsen? Frekvensen är inte större än att man kan mäta amplituden med billig multimeter.

Som vi kom överens om tidigare så kopplar du sedan in en detektor efter högpassfiltret och därefter en transistor som sedan driver lysdioden.
Var är dom komponenterna?
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Hej,

Lysdioden är inkopplad på utgången av kretsen, alltså mellan förstärkarens output och grnd.

LEDen lös ju fint innan med ett enkelt RC filter, så antog att den kunde göra det nu också. Jag hade tänkt testa denna högpassfilterkrets innan jag kopplar in detektor och transistor etc, bara så att se om detta fungerar först.

Just nu är det inte ljudkälla via Bluetooth utan aux kabel, men tanken är iof längre fram att det ska vara via BT, tillåter inte det överföring över 18 Khz? Det som hände innan med RC filtret var ju att LEden lös bra, men den började lysa på frekvenser runt 1 K Hz istället för 18 K Hz, och slutade lysa upp mot 20 k Hz, trots att det bara var ett highpass.

Jag ska se om jag kan mäta upp med multimeter.

Kan det vara att jag tänker fel med gain på 1 000, det kanske är för högt? Hur fungerar egentligen detta, jag antar att man inte kan få hur hög förstärkning som helst oavsett vilka värden på R! och R2 man sätter?
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Försökt mäta växelspänning med multimeter, men den ger inget värde på utgången, visserligen inte på ingången heller, men där är den kanske för låg för att mätas?
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Här är alltså hur jag kopplad LEDen nu.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Tessmus
Inlägg: 59
Blev medlem: 28 november 2017, 12:36:51

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av Tessmus »

Har nu även prövat att koppla in diod och transistor, inte hundra på att jag gjort det rätt (se kretsskiss och foto). Nu blir resultatet istället att LEDen lyser hela tiden oavsett input till förstärkaren.

Jag har helt klart gjort något fel, men vet inte riktigt vad.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
E Kafeman
Inlägg: 3260
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: Lågpassfiltrering till audioförstärkare

Inlägg av E Kafeman »

Nej det lär inte fungera. Du följer inte schemat utan hittar på egna ej fungerande kopplingar.
Titta på schemat på första sidan. Det är inte mer än ett fåtal komponenter.
Följ det schemat. Hoppar du över komponenter, gör det först när du vet vad du gör.
Detektorn består av 2 motstånd och två kondensatorer samt en diod. Var är dessa?
Samtliga komponenter i detektorn behövs om det ska fungera.
Försökt mäta växelspänning med multimeter, men den ger inget värde på utgången, visserligen inte på ingången heller, men där är den kanske för låg för att mätas?
På vilket sätt vet du att kretsen matas med signaler över 18kHz?

Det är inte särskilt komplicerad krets så felsökning är enkel.
Om du inte mäter någon AC-signal på utgången beror det på att kretsen inte fungerar eller att insignal i detta frekvensområde saknas.

DC-spänningen ut från detektorn bör ge upp till 1 Volt. Det kräver att du matar ingången med ett par mV AC vid 18 kHz.
Vad är din signal-källa för detta och hur kontrolleras amplituden?
Du har valt att inte använda första förstärkarsteget enligt ritning på sidan 1.
Så det behövdes inte med avseende på amplitud?

De musikkällor jag har ger i stort inget av värde vid 18 kHz och amplituden är försvinnande låg.
Så här ser några typiska frekvensspektra ut:
spectra.jpg
Kvinnlig röst kan ge höga övertoner vöver 15 kHz men röst-amplituden vid dessa frekvenser är kanske 10.000 ggr lägre än vid 1kHz.
Konverteras musik till MP3 så kan det hända att det blir ytterligare dämpning av de högre frekvenserna

Byt tillfälligt de bägge kondensatorerna på högpass-filtret till värden enligt schema på första sidan, vilket bör ge chans till signal även från medium bra musikkälla, om det ärr det du använder.
Om du sedan vill bara ha ljud från högre frekvenser så prova att öka frekvensen i steg om du inte har något att mäta med.

Bygg hela kretsen inklusive detektorn. Försök inte vara smart i överkant om du inte vet vad du gör.

Halvbyggen ger jag dej inte mer råd på.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Skriv svar