Aktivt delningsfilter designhjälp

[Guldancistrus]

Hej!
Jag ska bygga ett aktivt delningsfilter med hjälp av op-amps, men jag är inte helt säker på hur jag ska designa kretsen.
Det ska bli ett separat högpass och lågpassfilter. Det räcker med första ordningens filter och de måste även ha lite extra förstärkning eftersom effektförstärkaren de ska användas till har för låg förstärkning.
Jag ska även koppla en volymkontroll och en monomixer beståendes av två motstånd innan filtret, så det får inte påverkas av att impedansen på ingången förändras.
Det ska drivas av ett enkelt nätaggregat, alltså ingen minusmatning.
Jag försökte bygga ett enligt den här guiden: http://www.ekswai.com/en_lowpass.htm och http://www.ekswai.com/en_highpass.htm ,
det fungerade, men med den designen påverkas väl egenskaperna av vad man kopplar på ingången?
Hur skulle ni göra?

[13th.Marine]

Jag brukar snegla på allt vad Elliot bygger, exempelvis: http://sound.westhost.com/project08.htm

EDIT: Sorry, missade att det skulle vara enkelmatning.

[SeaGull]

Intressant, jag håller på med samma sak.
Finns flera siter för design av filter, jag använde MicroChip FilterLab.
Också enkel matning, 5V, lågpass 80Hz / -30dB / förstärkning 1, högpass 80Hz / -18dB / förstärkning 2.
Sätter en pot. på ingången till högpassfiltret för att balansera hög/låg.
Operationsförstärkare MCP6004.
Ingen aning om hur det kommer att fungera, har börjat löda, men det är några veckor bort ännu.
Rapportera gärna i tråden hur det går.

[psynoise]

För att få jämt frekvenssvar gäller det att båda filtren var för sig har rätt frekvenssvar. Linkwitz–Riley filter skulle jag tro är vanligt för analoga filter.

https://en.wikipedia.org/wiki/Linkwitz% ... ley_filter

Dock vet jag inte om det går att få ihop med endast första ordningen. Eventuellt går det att justera gränsfrekvenserna så bästa möjliga frekvenssvar fås. Enklast hade nog varit att ställa upp filtren i SPICE eller Matlab och iterera fram bättre frekvenssvar.

[xxargs]

Det är väl inte bara frekvensgången som behöver iteras fram - utan även fasgången och däri liggande grupplöptidsdistorsion.
(grupplöptidsdistorsion smetar ut transienter genom att fördröja olika frekvenser som bygger upp transienten/pulsen olika mycket och det är inge bra alls för trum och slagverks-återgivningen om fasen far runt mycket i området 50 - 300 Hz. De första CD-spelarna fick sval mottagande av audiofilerna och mycket berodde på att man använde hög ordnings chebychev-filter som lågpassfilter efter D/A-omvandlaren vilket ger en orolig fasgång och därmed grupplöptidsdistorsion som påverkade framförallt på de högre frekvenserna, vilket på audiofilernas subjektiva språk påverkade 'rymd och luft' i återgivningen)


Det är därför tex. en väldimensionerad tryckkammarhögtalare (2' ordningens system) ofta har bättre transientrespons än en basreflex-högtalare (4'-ordningens system) och hornhögtalare har bättre transientrespons än tryckkammarhögtalare.

I området 30 - 300 Hz där man vill ha kroppskänsla så är sådant jätteviktigt då man aldrig kan kompensera en högtalare/filterkombination med hög grupplöptidsdistorsion (läs subwoofer och högtalare med taskiga övergångar mellan bas och mellanregister) med mer effekt för att få mer kroppkänsla, utan istället odlar på hörselskadorna...)

Den lösningen på delningsfilter jag har sett som skissades på slutet av 80-talet i Allt om elektronik, tror jag det var, för just minimal grupplöptidsdistorsion var baserad på allpassfilter där man subtraherade bort signalen man ville ha bort och lämnade resten kvar vilket gjorde att man kunde passa in filterbanden bättre utan/väldigt lite grupplöptidsdistorsion i övergångsbanden.

Dessa kanske går att hitta om man letar lite...

[HUGGBÄVERN]

Kolla här: http://www.faktiskt.se/phpBB3/viewtopic.php?f=3&t=16336

[Guldancistrus]

Hej igen och tack för hjälpen!
Nu är filtret färdigbyggt och fungerar som det ska.
Jag ska bifoga en bild och kretschema senare om jag hinner.

/Oscar

[jesse]

Jag vill gärna se hur du löst det. Berätta gärna hur du tänkte när det gäller vissa detaljer, särskilt sånt som du tyckte var knepigt.

[Guldancistrus]

7 månader senare har jag äntligen ritat ett schema!

DelningsfilterMasterblaster2.png

(Ändring: Operationsförstärkaren ska vara TL084IN, inte TL08IN)

Jag var tvungen att göra lite reverse engineering eftersom jag inte kom ihåg exakt hur jag hade konstruerat det. Värdena för själva filterkomponenterna har jag inte skrivit ut eftersom de delvis är gjorda av trimpotentiometrar och kondensatorer utan tydlig märkning. Jag borde dock löda loss dem och mäta så att schemat blir komplett.

jesse: Nu var det ett tag sedan sedan jag designade filtret, men det här var och är min första krets med operationsförstärkare så allt var lite krångligt. Jag minns att det var svårt att hitta bra exempel på kopplingar som funkar med enkelt nätaggregat, men jag hittade bland annat denna guide från Texas Instrument https://courses.cit.cornell.edu/bionb44 ... Supply.pdf och denna video från EEVblog som var till stor hjälp.

Det blev alltså ett Sallen-Key Butterworth-filter (vad nu det betyder...)

Jag funderar nu på att bygga ett nytt mindre filter eller alternativt förbättra det jag redan har.
Jag ska bland annat ta bort förstärkningen från bufferstegen och höja förstärkningen i effektförstärkaren istället.
Är min lösning med zenerdiod och motstånd för att skapa matningsspänning/2 bra? Det verkar ju funka, men det kanske finns bättre lösningar?
Gör motståndet R24 någon nytta? Jag vet att jag såg det i en krets för att mixa ihop stereo till mono, men jag är osäker på om det behövs i mitt fall.
Säg till om ni har några andra förslag till förbättringar!

Filtret sitter i en hemgjord bärbar högtalare som drivs av ett switchat laptopnätagg och ett problem jag hade var att en stark ton läckte igenom från det till ljudsignalen. Det löste jag genom att sätta en spole på nätaggets utgång, men jag vet inte om det är en särskilt bra lösning eller om det kanske finns någon annan bättre lösning.

Här är två bilder på filtret:

DelningsfilterOvansida.jpeg

DelningsfilterUndersida.jpeg