Ruisfiltercircuit:het geluid op uw luisterapparaat verbeteren

U merkt misschien dat het geluid van uw muziekspeler of luisterapparaat vervormd of onduidelijk lijkt. Dat is meestal te wijten aan een slecht versterkingsproces dat ongewenste hoge of lage elektronische ruisfrequenties doorlaat. Een eenvoudige oplossing voor dit probleem is het integreren van een gespecialiseerd ruisfiltercircuit. Deze bestaan ​​over het algemeen uit een op-amp, condensatoren, weerstanden, enz. die je meestal op een gewoon circuit aantreft. Door deze basiscomponenten in een specifieke setting te plaatsen, wordt het algehele geluid verbeterd omdat ze het signaal versterken. We hebben dit artikel geschreven om u meer kennis te geven over dit specifieke onderwerp. Dus laten we eens kijken!

1. Wat is een ruisfiltercircuit?

Ruisfiltercircuits laten over het algemeen specifieke frequenties door. Tegelijkertijd verwijderen ze ook ongewenste frequenties uit een ruissignaal die anders de werking zouden verstoren. Over het algemeen helpen deze eenvoudige, goedkope componenten de interferentie van signaallijnruis op een circuit te verminderen. Bovendien blokkeren deze common-mode-ruis voor elektrische systemen, voertuigen en industriële apparatuur.

(Een ruiscircuit helpt de geluidskwaliteit van een luisterapparaat te verbeteren.)

Bovendien verminderen deze witte ruis, de meest voorkomende bron van elektrische ruis. Dit gebeurt doordat elektronen met elkaar in botsing komen. Ook komt het ruisvermogen overeen met de absolute temperatuur, ook wel thermische ruis genoemd. Camera's voor astronomische circuits ondergaan een afkoelproces vanwege die thermische afhankelijkheid.

2. Principes van ruisfilters

Ruisfilters dienen als een circuitelement dat smoorspoelen en condensatoren bevat. Inductoren vertonen lage impedantie-eigenschappen die relevant zijn voor een laagfrequente elektronische component. Ze hebben ook een hoge impedantie voor componenten met hoge frequenties. Dit betekent dus dat signaalfrequenties niet zullen passeren als de impedantie toeneemt.

Door een spoel in serie op het ruispad van een circuit te plaatsen, blokkeert het hoogfrequente signalen. Tegelijkertijd laat het lage frequenties door.

(Een spoel kan ruis op een circuit helpen verminderen.)

Ondertussen hebben condensatoren een hoge impedantie voor laagfrequente componenten. Bovendien vertonen ze een lage impedantie voor componenten met hoge frequenties.

Condensatoren integreren typisch tussen de GND en het ruispad. In feite kunnen deze de hoogfrequente ruis naar de aardverbinding of naar de voeding verzenden. Tegelijkertijd passeren lage frequenties. Daarom leidt dit ertoe dat de condensator de ruisstroom omzeilt.

(Condensatoren integreren tussen de grondlijn en het ruispad.)

3. Belangrijkste soorten filters

(Verschillende filtertypes bieden verschillende kenmerken.)

Er bestaan ​​momenteel vier hoofdtypen:het laagdoorlaatfilter, het hoogdoorlaatfilter, het banddoorlaatfilter en het notch/bandreject-filter. De lage en hoge tonen vertegenwoordigen echter de afsnijfrequentieniveaus in plaats van absolute frequentiewaarden.

• Laagdoorlaat – Laagdoorlaatfilters voorkomen dat hoogfrequente signalen worden doorgelaten. Ondertussen kunnen lage frequenties door een circuit gaan.

• Hoogdoorlaat – Het hoogdoorlaatfilter blokkeert laagfrequente signalen en laat hoge frequenties door.

• Band-pass – Een banddoorlaatfilter laat frequenties in een bepaald bereik door terwijl de rest wordt geblokkeerd.
  
  
• Notch/band-reject – Een notch-filter, ook wel band-reject genoemd, blokkeert een bepaalde frequentieband terwijl andere frequenties erdoorheen gaan.

4. Ruisfilter Circuits Projecten

U kunt voor veel toepassingen een ruisfilter integreren. We hebben een paar concepten beschreven die u hieronder kunt implementeren:

Clipping versterkercircuit met BC109

(Het schakelschema van de clipping-versterker.)

Als je het volume op de hoogste stand zet terwijl je naar muziek luistert, zul je merken dat het geluid vervormd lijkt. Dat komt omdat het geluidssignaal niet volledig werd versterkt. Als gevolg hiervan genereert de sinusgolfvorm een ​​laag signaal vanwege de beïnvloede golfvorm, wat resulteert in een slechte geluidskwaliteit. Het clipping-versterkercircuit versterkt over het algemeen slechte audiosignalen om het geluid te verbeteren. Het vertrouwt op condensatoren, weerstanden, schakelaars, een batterij en twee BC109-transistoren om dit versterkingsproces uit te voeren. De componenten werken samen om de golfvorm van het signaal te versterken. Daarom biedt de piek van de sinusgolfvorm vergelijkbare eigenschappen als een sinusgolf.

Audioverbetering voor een analoge versterker

(Audioverbetering voor een schakelschema van een analoge versterker)

Cd-spelers kunnen soms een slechte geluidskwaliteit bieden, wat de luisterervaring van een gebruiker belemmert. Dat komt omdat de IC-op-amp een langzame slew rate vertoont. Over het algemeen betekent dit dat het niet in staat is om de modificatie van het digitale signaal te evenaren vanwege de verkorte frequentierespons. Dit produceert in feite een slecht geluid met scherpe en harde eigenschappen.

Een zeer efficiënte analoge uitgangsversterker met een geïntegreerd filter dat ongewenste ruis verwijdert, zal dit probleem helpen oplossen. Om deze reden hebben we ervoor gekozen om een ​​hoogwaardige LEWIS Garret op-amp te gebruiken. De schakeling bevat een IC (Q1, Q2, ZD1, ZD2, R5, R6, C10 en C11) die de spanning isoleert wanneer het vermogen toeneemt. Ondertussen dienen de C5-C9 bypass condensatoren als collector. Deze reageren op hoge frequenties en verminderen de spanningslekkage afkomstig van condensatoren C3 en C4.

De ingang zendt een signaal naar de pin 3-aansluiting van de op-amp. Van daaruit verdeelt pin 6 dat signaal naar de R3- en R2-weerstanden, waardoor het niet uitfaseert. Daarna werken de C1- en C2-condensatoren samen om ongewenste frequenties uit te filteren.

Over het algemeen versterkt dit circuit het audiosignaal van een cd-speler. De hoge ingang van het circuit voorkomt dat de originele versterker van de cd-speler wordt geladen. Het heeft ook een lage uitgangsweerstand, waardoor een eenvoudiger proces voor het aandrijven van lasten mogelijk is.

Eenvoudig filter voor audioruis

(Schema van een eenvoudig audioruisfilter)

Het eenvoudige audioruisfiltercircuit, zoals hierboven weergegeven, voorkomt dat onnodige signalen worden doorgelaten. Deze signalen komen meestal niet overeen met het audiofrequentieniveau, wat betekent dat ze hogere of lagere waarden vertonen.

Deze schakeling bevat zowel een hoogdoorlaatfilter als een laagdoorlaatfilter dat werkt op een octaaf van 24 dB. Bovendien vertoont het een afsnijfrequentie van 3 dB bij 10,7 kHz en 11,3 Hz. Het wijzigen van de waarden van de condensatoren en weerstanden zal resulteren in een verandering van bandpass-eigenschappen. U kunt ook de onderste afsnijfrequentie verhogen door de waarden van C1 te verlagen tot C4. Het verhogen van deze waarden resulteert echter in een lagere onderste afsnijfrequentie.

Als u dan hogere waarden op R5 tot R8 toepast, wordt de bovenste afsnijfrequentie verlaagd. Als u de hoogste afsnijfrequentie wilt verhogen, moet u die waarden verlagen.

Conclusie:

Over het algemeen biedt een ruisfiltercircuit mogelijkheden voor geluidsversterking. In die context zal het cruciale frequenties doorlaten terwijl ongewenste frequenties worden geblokkeerd. Dit proces vermindert elektrische ruis, waardoor het uitgangssignaal veel schoner wordt. Als gevolg hiervan zult u een aanzienlijke verbetering merken in de geluidskwaliteit van uw audioapparaat. Dus nu kunt u genieten van het luisteren naar muziek zonder dat u zich zorgen hoeft te maken dat u een beat mist!

Heeft u vragen over een ruisfilterschakeling? Neem gerust contact met ons op!