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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Filtros Crossover LC em UMZCH multibanda. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor Sabe-se que os amplificadores multibanda melhoram significativamente a qualidade do som dos equipamentos de reprodução de som. Para separar frequências em amplificadores AF, filtros RC ou filtros ativos complexos são usados com mais frequência. Segundo o autor, em termos de circuitos, principalmente ao formar várias bandas de frequência, é muito mais fácil usar filtros LC. Uma variante do amplificador AF, na qual esse filtro é aplicado, é descrita no artigo publicado abaixo. O esquema para incluir um filtro LC no caminho de amplificação é mostrado na fig. 1. A composição do filtro inclui a indutância da bobina Lf, a capacitância do capacitor Cf, a impedância de saída da cascata no transistor VT1 e a impedância de entrada da cascata nos transistores VT2, VT3. A frequência de cruzamento fornecida por tal filtro coincide com a frequência de ressonância do circuito
Para uma separação de frequência efetiva, é importante que o fator de qualidade do circuito tenha um valor bastante perceptível, por exemplo, seria de pelo menos 5. Para atender a essa condição, as cascatas nos transistores VT2, VT3 são feitas de acordo com um comum circuito base que fornece baixa resistência de entrada Rin. Naturalmente, o próprio filtro não deve ter uma ressonância pronunciada. A atenuação necessária para isso é introduzida a partir do lado da cascata no transistor VT1, cuja resistência de saída Rout é aproximadamente igual à resistência do resistor R3. O valor da impedância de saída é selecionado dependendo do design acústico das cabeças do alto-falante. Suponhamos que, durante a reprodução de um sinal de áudio, seja fornecido o somatório da potência sonora de vários canais de frequência. Isso pode acontecer se os alto-falantes que reproduzem frequências diferentes estiverem espaçados no espaço e seus eixos de radiação forem girados um em relação ao outro em um ângulo próximo a 90°. Então, conforme segue a teoria do cálculo dos filtros de crossover, para equalizar a dependência da potência total da frequência, a impedância de saída Rout deve ser igual a: Também é possível garantir a soma das amplitudes das vibrações sonoras, por exemplo, colocando cabeças de som que reproduzem diferentes frequências próximas umas das outras na mesma placa refletora. Além disso, as cabeças devem ser ligadas em antifase, pois na frequência de separação para as correntes que circulam pela bobina com indutância Lf e o capacitor com capacitância Cf são defasadas em 180 °. A equalização da resposta de frequência total é fornecida neste caso com a resistência de saída Rout=0,5p. Na fig. 2 mostra a resposta de frequência logarítmica dos canais de filtro. Como pode ser visto na figura, a inclinação da resposta de frequência fora das bandas passantes atinge -40 dB / dec, ou seja, tem o mesmo valor da inclinação dos decaimentos do filtro RC de duas seções. A influência da resistência de entrada das cascatas nos transistores VT2, VT3, Rin, bem como a resistência ativa (rL) do indutor Lf causa uma diminuição na inclinação dos declínios a alguma distância da frequência de cruzamento fо a -20 dB/dec.
Segundo o autor, é desejável que o comprimento das seções de decaimento da resposta de frequência com inclinação de -40 dB / dec seja de pelo menos 10 ... 15 dB ao longo do eixo dos coeficientes de transmissão Uout / Uin. Nesse caso, a potência sonora principal será dividida entre os canais de frequência e o curso do declínio posterior na resposta de frequência é menos significativo. A forma necessária da resposta em frequência é obtida com o fator de qualidade do circuito LfSfQ=p/(2Rin+rL)>5, conforme indicado no início do artigo. Você pode ajustar o filtro de crossover usando um gerador de som e um voltímetro CA. Antes de colocar o resistor R3 no lugar, você deve instalar um resistor cuja resistência seja maior que a resistência característica do circuito p. Durante o processo de ajuste, é necessário garantir que a tensão de alimentação no transistor VT1 seja suficiente para sua operação normal. Agora, aplicando tensão do gerador de som à entrada do transistor VT1 e medindo a tensão em seu coletor com um voltímetro, eles verificam se o fator de qualidade do circuito oscilatório é maior que 5 e determinam a frequência de ressonância, que isto é, a frequência de separação fo e, se necessário, selecione a capacitância do capacitor Cf. Depois disso, a impedância característica p do circuito é calculada a partir dos valores de fo e Сf e a impedância de saída necessária Rout do primeiro estágio é calculada. Em conclusão, um resistor com resistência igual ao valor calculado de Rout é soldado no lugar do resistor R3. À primeira vista, pode parecer que na prática é possível criar um filtro LC apenas com uma frequência de crossover suficientemente alta, pois é necessária uma bobina com alta indutância e baixas perdas. Este, no entanto, não é o caso. Vamos explicar esta situação com um exemplo. O autor montou um amplificador de quatro bandas com filtros semelhantes (Fig. 3).
Toda a banda de frequência de áudio é primeiro separada em 850 Hz usando o filtro L1C4. Em seguida, as frequências abaixo de 850 Hz são divididas por um filtro L3C8 em 220 Hz e as frequências acima de 850 Hz são divididas por um filtro L2C7 em 3,2 kHz. Os indutores requerem circuitos magnéticos com propriedades magnéticas adequadas e possivelmente uma grande proporção da área da seção transversal do circuito magnético para o comprimento da linha de campo. Esses requisitos são atendidos por anéis de ferrite de pequeno diâmetro e, se necessário, o circuito magnético pode ser composto por vários anéis. Todas as bobinas são enroladas com fio PEV-2 0,12. Anéis K12x5x5,5 feitos de ferrita de 1000 NN foram usados como circuito magnético. A bobina L1 é enrolada em dois anéis colados um ao outro e contém 520 voltas, L2 - em um anel e contém 400 voltas, e L3 - em quatro anéis e consiste em 520 voltas. O indutor do filtro passa-baixa L3 foi feito da seguinte forma. O autor colou os anéis de ferrite entre si de modo que fossem obtidos dois cilindros de igual altura, tocando ao longo da geratriz. Isolei a superfície interna dos anéis com papel. O enrolamento foi realizado com um feixe de dez fios, que foram soldados em um único enrolamento. Todas as juntas de solda para isolamento e fixação da posição relativa foram presas entre duas tiras de fita adesiva. Os filtros usaram capacitores KM, KLS. Para resistores e capacitores selecionados durante a configuração, a placa de circuito impresso fornece locais de montagem para duas partes. A bobina L3 é levemente afetada por captadores do lado do transformador de rede. Seu local de instalação e orientação tiveram que ser escolhidos com o mínimo de interferência. O dispositivo funcionou normalmente com uma tensão de sinal de 0,1 V. Não houve sinais de distorção não linear devido à saturação dos circuitos magnéticos dos indutores. Em conclusão, algumas palavras sobre todo o sistema de reprodução de som. O reprodutor elétrico estéreo Vega-206 foi usado como fonte de trilha sonora. No amplificador de quatro bandas, são usados amplificadores de potência do eletrofone estéreo Accord e, nos alto-falantes, são usadas cabeças dinâmicas 4GD-28, 10GD-35, 10GD-36 espaçadas no espaço em vários designs acústicos. O som da instalação foi distinguido pela alta pureza e "transparência". É aconselhável instalar capacitores de filme metálico em filtros crossover, por exemplo, K73-16 ou K73-17, pois os capacitores de cerâmica têm TKE muito grande para os valores de capacitância necessários. Autor: N. Boyko, Voronezh
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- resistência característica do circuito LfSf.
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