マルチバンドUMZCHのクロスオーバーLCフィルター。スキーム、説明

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マルチバンド UMZCH のクロスオーバー LC フィルター。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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マルチバンドアンプは音響再生機器の音質を大幅に向上させることが知られています。 AF アンプで周波数を分離するには、RC フィルターまたは複雑なアクティブフィルターが最もよく使用されます。著者によれば、回路的には、特に複数の周波数帯域を形成する場合には、LCフィルタを使用する方がはるかに簡単であるとのこと。まさにそのようなフィルターが適用される AF アンプの変形については、以下に公開された記事で説明されています。

増幅経路にLCフィルターを組み込むスキームを図に示します。フィルタの構成には、コイルＬｆのインダクタンス、コンデンサＣｆの静電容量、トランジスタＶＴ１上のカスケードの出力インピーダンス、およびトランジスタＶＴ２、ＶＴ３上のカスケードの入力インピーダンスが含まれる。このようなフィルターによって提供されるクロスオーバー周波数は、回路の共振周波数と一致します。

マルチバンドUMZCHのクロスオーバーLCフィルター

効果的な周波数分離のためには、回路の品質係数がかなり顕著な値、たとえば少なくとも 5 であることが重要です。この条件を満たすために、トランジスタ VT2、VT3 のカスケードは共通の基準に従って作成されます。低入力抵抗 Rin を提供するベース回路。当然のことながら、フィルター自体に顕著な共振があってはなりません。これに必要な減衰は、トランジスタVT1のカスケード側から導入され、その出力抵抗Routは抵抗R3の抵抗にほぼ等しい。出力インピーダンスの値は、スピーカーヘッドの音響設計に応じて選択されます。

オーディオ信号の再生中に、さまざまな周波数チャネルの音響パワーの合計が提供されると仮定します。これは、異なる周波数を再生するスピーカーヘッドが空間内に間隔を置いて配置されており、それらの放射軸が互いに対して 90° に近い角度で回転している場合に発生する可能性があります。次に、クロスオーバーフィルターの計算理論からわかるように、総電力の周波数依存性を均等化するには、出力インピーダンス Rout は次と等しくなければなりません。 - 回路 LfSf の特性抵抗。

また、例えば、異なる周波数を再生する音響ヘッドを同一の反射板上に並べて配置することにより、音響振動の振幅を確実に加算することも可能である。さらに、分離周波数 fo では、インダクタンス Lf のコイルとキャパシタンス Cf のコンデンサを流れる電流は 180 ° 位相がシフトするため、ヘッドは逆位相でオンにする必要があります。この場合、出力抵抗 Rout=0,5p により、全体の周波数応答が等化されます。

図上。図２は、フィルタチャネルの対数周波数応答を示している。図からわかるように、周波数応答の傾きは通過帯域外で減衰し、-2 dB / dec に達します。つまり、40 セクション RC フィルターの減衰の傾きと同じ値になります。トランジスタ VT2、VT3、Rin のカスケードの入力抵抗、およびインダクタ Lf のアクティブ抵抗 (rL) の影響により、クロスオーバー周波数 f® から -20 までの一定の距離での低下の急峻さが減少します。 dB/dec.

マルチバンドUMZCHのクロスオーバーLCフィルター

著者によれば、-40 dB / decの急峻さを持つ周波数応答減衰セクションの長さは、伝送係数Uout / Uinの軸に沿って少なくとも10 ... 15 dBであることが望ましいとのことです。この場合、主な音響パワーは周波数チャネル間で分割され、周波数応答のさらなる低下の過程はそれほど重要ではありません。周波数応答の必要な形状は、記事の冒頭で示したように、回路の品質係数 LfSfQ=p/(2Rin+rL)>5 で達成されます。

クロスオーバーフィルターはサウンドジェネレーターとAC電圧計を使用して調整できます。抵抗器 R3 を適切な位置に設定する前に、回路 p の特性抵抗よりも大きな抵抗値を持つ抵抗器を取り付ける必要があります。調整プロセス中、トランジスタ VT1 の電源電圧が通常の動作に十分であることを確認する必要があります。ここで、サウンドジェネレータからトランジスタ VT1 の入力に電圧を印加し、そのコレクタの電圧を電圧計で測定し、発振回路の品質係数が 5 より大きいことを確認してから、共振周波数を決定します。は分離周波数 fo であり、必要に応じてコンデンサの容量 Cf を選択します。その後、foとСfの値から回路の特性インピーダンスpを計算し、必要な初段の出力インピーダンスRoutを計算します。結論として、Rout の計算値に等しい抵抗値をもつ抵抗器が抵抗器 R3 の代わりにはんだ付けされます。

一見すると、高インダクタンスと低損失のコイルが必要となるため、実際には十分に高いクロスオーバー周波数でのみ LC フィルタを作成できるように見えるかもしれません。しかし、そうではありません。この状況を例を挙げて説明しましょう。

著者は、同様のフィルタを備えた 3 バンドアンプを組み立てました (図 XNUMX)。

マルチバンドUMZCHのクロスオーバーLCフィルター

まず、L850C1 フィルターを使用して、オーディオ周波数帯域全体が 4 Hz で分離されます。次に、850 Hz 未満の周波数は 3 Hz の L8C220 フィルターによって分割され、850 Hz を超える周波数は 2 kHz の L7C3,2 フィルターによって分割されます。

インダクタには、適切な磁気特性を備えた磁気回路が必要であり、場合によっては磁力線の長さに対する磁気回路の断面積の大きな比率が必要です。これらの要件は小径のフェライトリングによって満たされ、必要に応じて磁気回路を複数のリングで構成できます。すべてのコイルは PEV-2 0,12 ワイヤーで巻かれています。磁気回路には12NNフェライト製のK5x5,5x1000リングを使用しました。コイル L1 は互いに接着された 520 つのリングに巻かれて 2 ターン、L400 - 3 つのリングに 520 ターン、LXNUMX - XNUMX つのリングに XNUMX ターンで構成されます。

ローパスフィルター L3 のインダクターは次のように作成しました。著者は、母線に沿って接触する同じ高さの XNUMX つの円柱が得られるように、フェライトリングを接着しました。リングの内面を紙で絶縁しました。巻線は XNUMX 本のワイヤの束を使用して実行され、その後、単一の巻線にはんだ付けされます。相対位置の分離と固定のためのすべてのはんだ接合は、XNUMX 枚の粘着テープの間に挟まれました。

フィルタにはコンデンサ KM、KLS を使用しました。セットアップ中に選択した抵抗とコンデンサについては、プリント基板に XNUMX つの部品の取り付け位置が用意されています。

コイル L3 は、電源トランス側からのピックアップの影響をわずかに受けます。設置場所と向きは、干渉を最小限に抑えるように選択する必要がありました。

デバイスは信号電圧 0,1 V で正常に動作しました。インダクタの磁気回路の飽和による非線形歪みの兆候はありませんでした。最後に、サウンド再生システム全体について少しお話します。 Vega-206 ステレオ電気プレーヤーがサウンドトラックソースとして使用されました。 4バンドアンプにはアコードステレオ電子フォンのパワーアンプを、スピーカーにはダイナミックヘッド28GD-10、35GD-10、36GD-XNUMXを空間的に配置し、様々な音響設計を施したものを採用しています。インスタレーションのサウンドは、高い純度と「透明性」によって区別されました。

セラミックコンデンサの TKE は必要な静電容量値に対して大きすぎるため、クロスオーバーフィルタには金属フィルムコンデンサ (K73-16 や K73-17 など) を取り付けることをお勧めします。

著者: N.ボイコ、ヴォロネジ

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