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Dimensionamento filtri audio


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Inserito:

Ciao a tutti.

Ho un dubbio apparentemente banale, ma vorrei essere sicuro di ciò che ho pensato.

 

Ipotesi: ho un pre-amplificatore di cui voglio limitare la banda passante a 20 kHz in modo da ridurre il rumore ad alta frequenza che inietterei nel sistema di amplificazione di potenza.

Se volessi una banda passante di 20 kHz dovrei impostare la frequenza di taglio del filtro passabasso collegato in uscita al pre-amplificatore una decade oltre la frequenza massima di interesse? Dunque dovrò impostare la frequenza di taglio del filtro a 200 kHz?


Inserita:

argomento pericoloso. Teoricamente dovresti avere un filtro con pendenza altissima a 20kHz, in modo che tutto ciò che è prima passi, e tutto quel che è dopo non passi.

 

Questo è teoricamente possibile ma non praticamente. In pratica puoi realizzare un filtro che abbia una pendenza di forse 50dB per ottava, cioè a 40kHz attenuerà di 50dB.

Il problema è che quel filtro causerà nella banda buona delle fortissime rotazioni di fase, con risultati catastrofici sulla riproduzione.

 

Detto questo, che rumore devi eliminare? quale il motivo? Ci sono infatti situazioni in cui eliminare il problema alla nascita è molto meglio che "filtrarlo"

Inserita:

Dipende dalla pendenza del filtro, potresti anche effettuare un taglio a 20Khz 48db/ottava per quanto mi riguarda :D 

Certo se realizzi un filtro poco ripido tipo un 6dB/oct devi stare un po' largo sulla freq di taglio.

 

 

...non puoi dire semplicemente banda passante 20Hz - 20Khz, generalmente si specifica ad esempio banda passante 20Hz - 20Khz -3dB ,quindi sai che ai 2 estremi stai "perdendo" 3dB

Inserita:

Intanto vi ringrazio per le risposte.

 

Ho un segnale che esce dal preamplificatore di un mixer. Tra il mixer e l'ingresso nel muro di un cavo jack devo inserire un circuito attivo che abbia la funzione di "sdoppiarmi" il segnale in modo da inviarne uno ad un amplificatore per cuffie e l'altro che passi inalterato nella presa a muro la quale termina in un'altra stanza dove c'è l'amplificatore di potenza. Volevo dunque inserire un filtro passabasso in modo da limitare la banda del segnale che entra nel muro per evitare di introdurre del rumore in eccesso, poiché la banda passante dell'amplificatore di potenza è 20 Hz - 100 kHz (a -3dB).

Avevo pensato, però, di fare una cella R-C attiva (R-C + buffer) semplice con pendenza di 20 dB/decade semplicemente per limitare del possibile rumore a frequenza più elevata.

 

In effetti non so a questo punto quanto potrebbe aiutarmi quella cella; potrei disaccoppiare il segnale con un buffer e mandarlo direttamente nella presa a muro senza neppure fare la cella R-C. Che dite?

La cosa che mi interessa è che non venga attenuato il segnale che va dal mixer all'amplificatore di potenza, poiché la dinamica deve restare inalterata il più possibile.

Inserita:

Il filtro che ti serve é gia installato nelle tue orecchie

Se non ci credi prova a riprodurre una frequenza da 20khz e dimmi se la senti

Inserita:

Sisi, so che il filtro è già installato nelle mie orecchie.

L'inserimento del filtro mi interessa solamente (eventualmente) per ridurre il rumore e chiudere la banda ad un valore utile affinché venga amplificato il necessario e non anche il superfluo.

Inserita:
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L'inserimento del filtro mi interessa solamente (eventualmente) per ridurre il rumore e chiudere la banda ad un valore utile affinché venga amplificato il necessario e non anche il superfluo.

Ma sei sicuro che questo rumore esista?

Se la causo sono interferenze ambientali forse la soluzione é quella di usare entreate ed uscite digitali invece che analogiche ancora meglio se in fibra.

Inserita:

Il rumore esiste sempre.

E' buona regola non mandare in pancia ad amplificatori (e a casse) segnali impropri, come ad esempio ronzii o peggio ultrafrequenze, perchè l'elettronica certamente le amplifica, i coni cercheranno di riprodurle, nessuno le sente, ma tutto è sotto sforzo, scalda di più e rischia il danno.

 

E' il classico problema dei tweeter che si bruciano ma non si sa perche'.

Inserita:
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Il rumore esiste sempre.

 

Si ma si deve vedere il rapporto segnale rumore perché se l' S/N é 90db uno se ne puo tranquillamente infischiare.

Quote

problema dei tweeter che si bruciano ma non si sa perche'.

Volume troppo alto?:smile:

Comunque la soluzione definitiva é mettere un filtro passa basso tagliato a 20khz sui cavi delle casse.

Calcolatore passa basso

Inserita:
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Volume troppo alto?:smile:

Si e no ! 

Si , perché se fosse sotto il livello massimo della potenza del tweeter , questo non ''soffrirebbe'' , e

No , perché nessuno riesce a sentire quelle frequenze che fanno morire i tweeter . 

Inserita:

Da quel che so è comunque meglio limitare SEMPRE la banda ad un sistema audio e, dunque, il mio quesito va in questa direzione.

La cella che voglio realizzare ha pendenza 20dB/decade (filtro R-C del primo ordine).

Dunque se fisso la frequenza di taglio a 20kHz so che avrò un attenuazione di 3dB proprio a 20kHz ed uno sfasamento di 45° in questo punto. Questo sfasamento può essere deleterio per il sistema? Se così fosse piazzerei la frequenza di taglio più in alto, ma di quanto? Una decade dopo mi sembra eccessivo, anche perché vorrebbe dire che attenuerebbe 20dB a 2MHz, il che non mi sembra un filtraggio sufficiente per limitare la banda del sistema.

Inserita:
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La cella che voglio realizzare ha pendenza 20dB/decade

Ma se la fai un po più ''dolce '' ? 

E comunque , i 3dB di meno ai 20 kHz .. o magari Ti sposti ai 30kHz .

Inserita:

Cosa intendi Gabri-z?

20dB/decade non è "dolce"? Si tratta di un filtro del primo ordine.

Inserita:
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Cosa intendi Gabri-z?

:wallbash:   Intendevo ! 

La memoria comincia fare brutti scherzi se non allenata in modo sistematico ;c'è poco da fare altro se non ''tocchi'' un po il circuito finale...e non conviene se è già fatto :thumb_yello:

Inserita:
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Questo sfasamento può essere deleterio per il sistema?

 

Dipende cosa hai dopo. Potrebbe causare problemi se poi hai forti tassi di controreazione ed ulteriori sfasamenti.

Potresti usare un filtro di tipo gaussiano che è la topologia che da minori variazioni di fase in banda chiara.

Inserita:

Provo a spiegarmi meglio.

Il sistema che ho pensato è riportato come schema a blocchi nell'immagine riportata nel link (nell'immagine è riportato il progetto del solo canale sinistro; il canale destro sarà del tutto identico).

Il dimensionamento riguarda i due filtri LPF che vorrei avessero banda identica 20Hz - 20kHz con pendenza -20dB/decade.

 

IMMAGINE

Inserita:

Quello inuscita all'ampli delle cuffie non dovrebbe creare problemi di sorta, solo che bisogna separare il filtro dalle cuffie altrimenti l'imopedenza variabile delle cuffie potrebbe causare variazioni di fase e taglio.

Mentre, teoricamente, potrebbe esserci qualche problema con l'ampli di potenza. Bisognerebbe analizzare la risposta in fase dell'intero sistema.

Inserita:

Grazie per le risposte Livio.

Ho sbagliato l'immagine relativa allo stadio headphones. C'è l'inversione tra il filtro LPF e l'amplificatore per le cuffie. Prima filtro passa-basso e poi amplifico dando corrente alle cuffie. Il filtro LPF è una cella R-C seguito da un buffer che disaccoppia l'ingresso dall'uscita. Di conseguenza non dovrei avere influenza tra ingresso ed uscita del filtro.

 

Lo schema a blocchi corretto è riportato qui sotto. Scusate l'errore :D

 

IMMAGINE1

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