Kuchuja kwa ishara ya sauti ilielezea: mbinu za kupita na za kazi

Kuelewa vichungi vya sauti ni muhimu kwa kubuni mifumo na udhibiti sahihi wa sauti.Vichungi hivi vinarekebisha yaliyomo ya frequency ili kuboresha uwazi, kupunguza kelele, na sifa za toni.Kutoka kwa kupita kwa aina ya kupita, kila mmoja ana jukumu la kipekee katika kuchagiza ishara za sauti.Maombi ya vitendo huchukua sauti ya nyumbani, sauti ya moja kwa moja, na mawasiliano ya redio.Nakala hii inavunja tabia ya vichungi, muundo wa mzunguko, na mikakati ya muundo wa ulimwengu wa kweli, inawapa wahandisi mwongozo wa kina juu ya kuchagua na kutekeleza kichujio sahihi cha utendaji mzuri wa sauti.

Katalogi

Kielelezo 1: Mchoro wa kuzuia mfumo wa sauti

Kujitenga katika vichungi vya sauti

Kichujio cha sauti hutumika kama mzunguko wa elektroniki ambao husababisha masafa ya ishara, ama kuongeza au kupata masafa fulani kufikia matokeo ya sauti inayotaka.Marekebisho haya ni muhimu kwa kusafisha sauti zisizohitajika na kuinua ubora wa sauti.Vichungi vinachukua jukumu muhimu katika mifumo ya mawasiliano na umeme, na kuathiri sana pato la sauti na kuongeza uwazi kwa ujumla.

Aina za vichungi vya sauti

Vichungi vya sauti hugawanyika katika vikundi tofauti kulingana na sifa zao za majibu ya frequency.

-Vichungi vya kupita chini huwezesha kifungu cha masafa chini ya hatua iliyowekwa wakati wa kupunguza masafa ya juu, kawaida huajiriwa kupunguza usumbufu wa hali ya juu katika kazi za sauti.

- Vichungi vya kupita kwa kiwango cha juu huruhusu masafa ya juu kupitia, kuzuia zile za chini, muhimu katika kupunguza maoni na kugongana.

- Vichungi vya kupitisha bendi hulenga bendi maalum za masafa, kuongeza ishara zinazofaa na zinaenea katika mawasiliano ya redio.

- Vichungi vya kusimamisha bendi, au vichungi vya notch, huondoa masafa sahihi yasiyofaa kama sifa mbaya ya 60Hz kutoka kwa usumbufu wa umeme, kuongeza mifumo ya sauti.

Vichungi vya kupitisha chini katika hatua

Vichungi vya kupita chini huona matumizi ya kina katika mazingira anuwai.Kwa mfano, katika usanidi wa sauti ya nyumbani, wanasimamia pato la bass ili kudumisha sauti yenye usawa kwa kuchuja machafuko ya frequency ya juu ambayo inaweza kupotosha uwazi.Wataalamu wa sauti ya moja kwa moja hutumia vichungi hivi kusafisha malisho ya sauti, kuhakikisha uzoefu wa usikilizaji wa pristine.

Vichungi vya kupitisha kwa hali ya juu katika hali

Vichungi vya kupita kwa kiwango cha juu katika hali ya sauti ya moja kwa moja ambapo maikrofoni nyingi zinacheza, muhimu kwa kupunguzwa kwa maoni na rumble.Pia ni muhimu katika mzunguko wa kipaza sauti ili kukabiliana na usumbufu wa mzunguko wa chini kama kelele ya upepo, kubakiza uwazi wa sauti.

Matumizi maalum ya vichungi vya bendi na vichungi vya kusimamisha bendi

Vichungi vya kupitisha bendi ni muhimu sana katika kutenganisha bendi za masafa katika mawasiliano ya redio, kuongeza ishara zilizochaguliwa wakati wa kukandamiza wengine.Vichungi vya Notch, kwa upande mwingine, ni sawa na kuondoa masafa yaliyokusudiwa kama vile umeme unaoendelea wa 60Hz, na hivyo kuongeza ubora wa mifumo.

Uchunguzi wa kina wa aina ya vichungi

Tabia za muundo na frequency za vichungi

Vichungi vinaweza kutambuliwa na muundo wao na jinsi wanavyoshughulikia masafa tofauti.Kimuundo, kuna vikundi viwili vya msingi: vichungi vya kupita na vya kazi.Vichungi vya kupita hujumuisha vitu kama vile wapinzani na capacitors ambazo zinafanya kazi bila vyanzo vya nguvu vya nje.Vichungi vya kazi, kwa upande mwingine, huajiri transistors na amplifiers za kufanya kazi, zinazohitaji chanzo cha nguvu ya DC wakati unapeana nguvu na utendaji ulioimarishwa katika matumizi anuwai, ambayo inaweza kusababisha tamaa za kibinadamu kwa ufanisi na ubora.

Majibu ya mara kwa mara na utendaji

Aina za vichungi pia hutofautiana katika uwezo wao wa kukabiliana na frequency, kila kushughulikia safu maalum za masafa kwa madhumuni ya kipekee.Passband inahusu masafa ya masafa ambayo voltage ya pato au nguvu ni sawa, na kuelewa dhana hizi kunaweza kusababisha hisia za udadisi na ugunduzi.Vichungi vya kupita kwa kiwango cha juu huwezesha masafa juu ya kizingiti fulani kupita, kupunguza masafa ya chini.Kinyume chake, vichungi vya kupita chini huruhusu masafa ya chini kupita, kupunguza zile za juu.

Kwa kuongeza, vichungi vya kupitisha bendi vinaruhusu masafa ya masafa ndani ya kupita, kupata masafa nje ya muda huu.Vichungi vya kusimamisha bendi, au vichungi vya notch, kukandamiza masafa ndani ya anuwai maalum, bora kwa kuondoa kelele zisizohitajika.Vichungi vya kupitisha vyote vinadumisha amplitude thabiti kwa masafa, kuzingatia badala ya uhusiano tofauti wa awamu, kutoa safu ya ujanibishaji na udhibiti katika ishara za kudanganya.

Vichungi kwa majibu ya frequency

Vichungi vinaweza kuwekwa kwa kuzingatia jinsi wanavyojibu masafa tofauti.Sehemu ya wigo ambayo kichujio kinaruhusu kupita kwa kufikiwa kidogo au hakuna huitwa njia ya kupita.Kanda hii ndio mahali pato au nguvu ya pato inabaki juu juu ya Curve ya majibu ya frequency.

Kwa maneno ya vitendo, vichungi vinaweza kutambuliwa na ambayo safu za masafa zinaruhusu na ambazo hukandamiza.Hii ni pamoja na:

Kichujio cha sauti cha juu

Kichujio cha kupita kwa kiwango cha juu kinaruhusu ishara juu ya masafa maalum ya kupitisha na kupunguza amplitude ya zile zilizo chini yake.Sehemu ya cutoff kawaida hufafanuliwa ambapo voltage ya pato huanguka hadi 70.7% (au -3 dB) ya thamani ya juu ya kupita.

Kielelezo 2: Takwimu hii inaonyesha majibu ya frequency ya kichujio cha sauti cha juu

Kutoka kwa Curve ya majibu, utagundua kuwa ishara zilizo chini ya kukatwa hazizuiliwa kabisa - bado zimepitishwa lakini kwa faida iliyopunguzwa.Kushuka kwa taratibu mara nyingi huitwa mkoa wa "roll-off" au "roll-chini".Katika mizunguko halisi, tabia hii husababisha makali laini ya kuchuja badala ya kukatwa kwa mkali.

Kichujio cha kupita chini

Vichungi vya kupita chini hufanya kazi kwa njia tofauti.Wao hupitisha ishara chini ya frequency ya cutoff na kupunguza zile zilizo juu yake.

Kielelezo 3: Takwimu hii inaonyesha majibu ya frequency ya kichujio cha sauti cha chini

Tena, ufikiaji kamili haufanyiki kabisa kwenye cutoff.Masafa ya juu hupatikana hatua kwa hatua, na ishara zingine bado zinaweza kuvuja kupitia viwango vya chini.Mteremko huu lazima uzingatiwe wakati wa kubuni vichungi kwa uwazi wa sauti au ulinzi wa msemaji.

Kichujio cha kupitisha bendi

Kichujio cha kupitisha bendi kinaruhusu bendi maalum ya frequency kupita.Inayo alama mbili -moja kwa upande wa chini na moja juu.Ishara nje ya safu hii hupunguzwa au kuzuiwa kabisa.

Kielelezo 4: Takwimu hii inaonyesha majibu ya frequency ya kichujio cha sauti cha S-Stop

Wakati wa kurekebisha vichungi vile, utahitaji kufafanua masafa ya kituo (kawaida ambapo pato ni nguvu) na bandwidth (safu kati ya masafa ya chini na ya juu).

Vichungi vya bendi na vichungi vya notch

Vichungi vya kusimamisha bendi huondoa masafa maalum wakati wa kupitisha ishara kila upande.Kichujio cha notch ni toleo nyembamba la bendi, iliyoundwa ili kuondoa maalum, mara nyingi ni shida, frequency-kama vile 60 Hz hum katika mifumo ya sauti.

Vichungi hivi ni muhimu katika kazi ya sauti ya vitendo ambapo kuondoa kuingiliwa bila kuathiri ishara iliyobaki ni muhimu.Vichungi vya Notch vina "Q" ya juu (sababu ya ubora), ikimaanisha wanapata safu nyembamba tu.

Kichujio cha kupita

Vichungi vya kupitisha yote huruhusu masafa yote kupita, lakini huanzisha mabadiliko ya awamu kati yao.Vichungi hivi hazitumiwi kuzuia au kupitisha ishara maalum lakini kusahihisha upotofu wa wakati katika mifumo ngumu ya sauti.

Kielelezo cha 5: Takwimu hii inaonyesha majibu ya mzunguko wa mzunguko wa awamu ya kichujio cha sauti cha SLL-kupitisha

Wakati wa kuweka kichujio cha kupita, utaona tofauti za awamu kati ya vifaa vya frequency.Hizi lazima zibadilishwe kwa uangalifu ili kuzuia kuanzisha bandia za kufuta awamu katika mifumo ya stereo.

Vichungi vya kusawazisha

Vichungi hivi havipitii kabisa au kuzuia masafa maalum.Badala yake, wao huongeza au kupunguza faida kwa njia inayotegemea frequency.Zinatumika sana katika mifumo ya muziki kurekebisha usawa wa toni na majibu sahihi ya acoustic.

Uainishaji na muundo

Vichungi pia vimeainishwa na ikiwa zinahitaji nguvu na ukuzaji.Kila moja ya hizi zinaweza kupitisha, kupita kwa chini, kupitisha bendi, au bendi-kusimamishwa:

Kichujio cha kupita kwa kupita

Kichujio hiki hutumia kontena na capacitor.Capacitor inazuia masafa ya chini wakati kontena inaruhusu zile za juu kuendelea.Kwa mazoezi, fomu ya msingi kabisa ina capacitor mfululizo na ishara ya pembejeo, ikifuatiwa na kontena chini.

Kielelezo cha 6: Mchoro wa mzunguko wa kichujio cha sauti cha juu cha kupita cha juu

Frequency ya cutoff:

Fₕ = 1 / (2πrc)

Kwa kurekebisha maadili ya kontena na capacitor, unaweza kugeuza kichujio kuzuia masafa chini ya hatua iliyochaguliwa.Kwa mfano, na r = 10kΩ na c = 0.1µF, cutoff ni karibu 160 Hz.Masafa juu ya hii yatapita kwa hatua inayofuata, kawaida ni tweeter katika mifumo ya sauti.

Vichungi vya kupita ni rahisi, hauitaji nguvu, na ni ngumu.Walakini, hawawezi kukuza ishara, na kutumia inductors huwafanya kuwa na nguvu na ya gharama kubwa.

Kichujio cha kupitisha cha juu

Hii inajengwa juu ya aina ya kupita kwa kuongeza op-amp.OP-AMP imeunganishwa baada ya hatua ya RC, kawaida katika usanidi usioingiliana.

Kielelezo 7: Mchoro wa mzunguko wa kichujio cha sauti cha kwanza cha kupita kwa sauti

OP-AMP hutoa faida, ikiruhusu ishara ya pato kuwa na nguvu na kuathiriwa na kelele.Uingiliaji wake wa juu wa pembejeo pia huzuia upakiaji kutoka kwa chanzo, kuhifadhi sura ya ishara.

Walakini, vichungi kama hivyo vinahitaji chanzo cha nguvu cha DC kwa upendeleo na kuwa na upelekaji mdogo kwa sababu ya majibu ya frequency ya OP-AMP.

Kichujio cha kupita cha chini

Inatumia mitandao ya RC au RL.Capacitor (au inductor) imewekwa ili iweze kuashiria ishara za juu-chini wakati wa kupitisha masafa ya chini.

Kielelezo 8: Mchoro wa mzunguko wa kichujio cha sauti cha chini cha kupita cha chini cha kupita

Frequency ya cutoff:

Fₗ = 1 / (2πrc)

Vichungi hivi ni muhimu kwa kutuma ishara za mzunguko wa chini kwa Woofers.Hazihitaji nguvu na kutoa muundo wa moja kwa moja, ingawa tena, hakuna amplization inayopatikana.

Kichujio cha kupita cha chini

Inachanganya kuchuja kwa RC na op-amp ya faida.Op-amp huongeza masafa ya chini wakati wa kukataa zaidi.

Vichungi hivi ni muhimu wakati ishara dhaifu zinahitaji kuhifadhiwa au kupandishwa kabla ya kuzituma kwa hatua za nguvu au wasemaji.Lakini zinahitaji usambazaji wa umeme na wanakabiliwa na mapungufu ya bandwidth ya OP-AMP.

Kichujio cha kupitisha bendi

Hii inachanganya kichujio cha kupita na cha chini.Matokeo yanayosababishwa ni mwingiliano -frequency ambayo huanguka kati ya vichungi vyote vya vichungi.

Kielelezo 9: Mchoro wa mzunguko wa kichujio cha sauti cha kupita cha kwanza cha bendi

Cutoff ya chini hutoka kwa sehemu ya juu-kupita;Cutoff ya juu hutoka kwa kupita kwa chini.Masafa tu kati ya kati yanaruhusiwa kupitia.Vichungi hivi mara nyingi hutumiwa kwa spika za katikati lakini zinaweza kuwa kubwa kwa sababu ya idadi ya vifaa.

Kichujio cha kupitisha bendi

Wazo sawa na toleo la kupita, lakini ni pamoja na OP-AMPS au hatua za transistor ili kukuza bendi ya masafa inayotaka.Bandwidth ya op-amp lazima iendane na safu ya lengo la kichujio kwa utendaji mzuri.

Kichujio cha kusimamisha bendi

Imejengwa kutoka kwa mitandao ya RLC, kawaida na mzunguko wa LC sambamba kwenye kontena.Usanidi huu hupata bendi nyembamba na hupitisha masafa mengine yote.

Kielelezo 10: Mchoro wa mzunguko wa kichujio cha sauti cha kwanza cha kusimamisha bendi

Kwa kweli hii ni mchanganyiko wa kupita kwa kiwango cha juu na kichujio cha kupita chini ambapo vituo vyao vinaingiliana.Vichungi hivi pia hurejelewa kama vichungi vya T-notch au bendi.

Kichujio cha kusimamisha bendi

Ni pamoja na ukuzaji baada ya sehemu ya kupita ili kurejesha nguvu ya ishara katika safu za frequency zinazoruhusiwa.Tena, bandwidth ya OP-AMP lazima iwe inafaa kwa wigo uliochujwa.

Kielelezo 11: Kichujio cha kusimamisha bendi