Modyfikacja filtra głośnika wysokotonowego
Częstym problemem związanym z pracą głośnika wysokotonowego (głównie tubowych np. GDWT 9/80/5F) jest niedostateczne odfiltrowanie niższych częstotliwości jego pracy, co objawia się w postaci emitowania przez niego ze zbyt dużym natężeniem tonów leżących w pobliżu f rezonansowej (2.5 kHz dla wyżej wymienionego). Ma to głównie miejsce w przypadku, gdy chcemy "zejść" z fd filtra FGP dużo poniżej 8 kHz. Często zastosowanie FGP 2 rzędu jest wtedy niewystarczające. Obranie fd np. 6 kHz ma sens, gdyż możemy poprawić przetwarzanie pasma 6–8 kHz, ale musimy poprawić stromość filtra w najbliższym sąsiedztwie fd. Można zastosować filtr 3 rzędu (dodatkowa cewka i niestety naruszenie "zgrania" fazowego z FSP lub FDP) lub zmodyfikować posiadany filtr 2 rzędu ustawiając pułapkę na frez głośnika (tylko dodatkowy kondensator), co właśnie dalej uczynimy.
Zaprojektujemy FGP o dolnej częstotliwości granicznej fd = 6 kHz, z pułapką na frez głośnika. Stromość w paśmie frez–fd będzie większa niż w filtrze 2 rzędu, jednak dla f << frez tłumienie będzie gorsze niż przed modyfikacją FGP 2 rzędu. Przy czym frez = 2.5 kHz. Tłumienie (3 dB) i przesunięcie fazy (90°) przy fd będzie identyczne jak w filtrze 2 rzędu. Rezystancja obciążenia Robc = 8 Ω. Najpierw obliczamy zwykły filtr Butterwortha 2 rzędu.
Obliczenia dają: L = 300.1 μH, C = 2.345 μF.
Nasza modyfikacja, co jest istotne, będzie polegała jedynie na dodaniu kondensatora Cs w szereg z cewką L oraz zmianie liczby zwojów tej cewki. Powstanie wtedy pułapka f, której parametry musimy odpowiednio dobrać. Kondensator C pozostanie niezmieniony.
- Przy f = frez reaktancja pułapki musi wynieść: X = 0 Ω.
- Przy f = fd jej reaktancja pułapki musi być równa reaktancji cewki L przed modyfikacją: X = XL.
Z wyliczeń: XL = 11.31 Ω. Obliczenie L i Cs daje:
Czyli L = 363 μH, Cs = 11.2 μF. Wynika z tego konieczność dowinięcia niewielkiej liczby zwojów cewki L. Charakterystyki filtra przed i po modyfikacji przedstawiają się następująco:
Praktyczne próby odsłuchowe potwierdzają subiektywne odczucie lepszego wytłumienia rezonansu głośnika – mniejsze tłumienie zmodyfikowanego filtra ma miejsce dopiero na poziomie ogólnego tłumienia powyżej 20 dB.
Historia artykułu
2001: powstanie
2014: korekta po przejściu na Joomla (ostatni stat. HTML)
2023-12-11: dopiski i korekta po przejściu z J3 na J5
© Copyright Krzysztof Kolisz 2001