เป็นไปได้หรือไม่ที่จะทำตัวกรองสัญญาณความถี่ต่ำแบบอะนาล็อกที่อ่อนแอด้วยการหมุนน้อยกว่า 20 เดซิเบล / ทศวรรษ?

9

ส่วนหนึ่งของคำตอบของ Fluff ที่ตอบสนองต่อคำถามล่าสุดนี้เกี่ยวกับหูฟังทำให้ฉันคิดถึงตัวกรองความถี่ต่ำ:

ดูเหมือนว่าพวกเขาจะเปลี่ยนฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของหัวหุ่น / หูผ่านทางซอฟต์แวร์เพราะพวกเขาพูดก่อนหน้าว่า "ในทางทฤษฎีกราฟนี้ควรเป็นเส้นแบนที่ 0dB" ... แต่ฉันไม่แน่ใจทั้งหมดว่าพวกเขาทำอะไร ... เพราะหลังจากนั้นพวกเขาพูดว่า "หูฟัง" เป็นธรรมชาติ "ควรจะสูงกว่าในเบส (ประมาณ 3 หรือ 4 เดซิเบล) ระหว่าง 40Hz ถึง 500Hz" และ "หูฟังจะต้องถูกม้วนในที่สูงเพื่อชดเชยไดรเวอร์ที่อยู่ใกล้กับหูมากๆ เส้นแบนที่ลาดเอียงเบา ๆ จาก 1kHz ถึงประมาณ 8-10dB ที่ 20kHz นั้นเหมาะสม " ซึ่งไม่ได้รวบรวมสำหรับฉันที่เกี่ยวข้องกับคำสั่งก่อนหน้าของพวกเขาเกี่ยวกับการย้อนกลับ / การลบ HRTF

นี่คือการพูดคุยเกี่ยวกับหูฟังไม่ใช่วงจร แต่มันทำให้ฉันสงสัยว่ามันเป็นไปได้ที่จะสร้างฟังก์ชั่นการถ่ายโอนเช่นนั้นด้วยวงจรอนาล็อก ตัวกรองอันดับหนึ่งมีความชัน -20 เดซิเบล / ทศวรรษ มีอะไรที่อ่อนแอกว่านี้ไหม? ฉันคิดว่าฟังก์ชั่นการถ่ายโอนจะเป็นดังนี้:

H (s) = \frac{1}{1 + \sqrt{s / ω_{c}}}

$H(s) = \frac 1 {1 + \sqrt{s / \omega_c}}$

analog filter

— Adam Haun
แหล่งที่มา

1

ใน RF คุณสามารถใช้ผิวผลที่จะได้รับลักษณะ ฉันจินตนาการว่าที่ความถี่ต่ำคุณสามารถใช้องค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่องร่วมกันเพื่อสร้างทั้งเสาและศูนย์เพื่อประมาณลักษณะนั้นผ่านวงบางวง หรือหาวัสดุ (เช่นในลูกปัดเฟอร์ไรต์เป็นต้น) โดยมีการพึ่งพาความถี่ที่สะดวก

1 / \sqrt{f}

$1/\sqrt{f}$

— โฟตอน

2

ตัวกรองคำสั่งแรกมีความลาดชันสูงสุด 20dB / ทศวรรษ ตอนนี้ให้พิจารณาหนึ่งใน R ในซีรีส์กับ C (เช่นเดียวกับการชดเชยความล่าช้า) - ความชันสูงสุดคือ ... 0 อีกครั้งและอาจไม่ถึง 20dB / ทศวรรษ เครือข่ายเหล่านี้หลายความถี่ที่แตกต่างกันสามารถส่งลาดชันตามที่คุณต้องการ

— Brian Drummond

ฉันไม่เห็นด้วยว่าหูฟังต้องการเสียงเบสที่เพิ่มขึ้นและเสียงแหลมลดลง ใช้ส่วน "ตัด" ของตัวควบคุมเสียงแหลม Baxandall แทนที่หม้อด้วยตัวต้านทานสองตัว

— Audioguru

10

ใช่มันมีความซับซ้อนมากกว่าเพราะคุณต้องใช้เบรกพอยต์ที่เกิดจากตัวต้านทานและตัวเก็บประจุหลายแบบ:

ด้านบนคือตัวกรอง 3dB ทีละน้อยต่ออ็อกเทฟ (10 dB ต่อทศวรรษ) ตัวกรอง มันถูกออกแบบมาเพื่อแปลงเสียงสีขาวเป็นเสียงสีชมพู ดูลิงค์นี้

นี่คืออีกหนึ่งตัวกรองสัญญาณรบกวนสีขาวหรือสีชมพูโดยใช้ op-amp ที่มีจุดพักอีกไม่กี่:

คุณสามารถแปลงเป็น 2 เดซิเบลต่ออ็อกเทฟหรือ 4 เดซิเบลต่ออ็อกเทฟ แต่ความแม่นยำนั้นมาจากจำนวนจุดพักและจำนวน RCR สเตจ

โปรดทราบว่าเสียงสีชมพูจะลดลงที่ 3 เดซิเบลต่อคู่และนี่คือ "วงจร" และกราฟสุดท้าย:

— แอนดี้อาคา
แหล่งที่มา

เฮ้แอนดี้ขอบคุณสำหรับวงจร คุณจะได้ภาพที่ดีขึ้นของวงจรพาสซีฟแรกหรือบอกเราว่าค่าของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุเป็นอย่างไร ตัวเลขมีรอยเปื้อนไม่ดีนัก

— robert bristow-johnson

1

@ robertbristow-johnson มีรอยเปื้อนค่อนข้างมาก แต่ประเภทที่อ่านได้: ซ้ายบน R: 6.3k, กลาง 3 Rs: 3k, 1k, 300, กลาง 4 Cs: 1uF, 270nF, 2x 47nF ฝาขวาสุดดูเหมือนจะ 33nF

— Kroltan

@ robertbristow-johnson นี่เป็นเว็บไซต์ที่ฉันถ่ายภาพจาก: decodesystems.com/pink-noise.html - ตัวต้านทานซ้ายที่ฉันคาดไว้คือ 6k8 แต่เป็นหลักการทั่วไปที่สำคัญนี่ ถ้าคุณดูวงจรที่ 3 - มันมีค่าที่ 10 เท่าของวงจรแรก

— แอนดี้อาคา

2

... มันทำให้ฉันสงสัยว่ามันเป็นไปได้ที่จะสร้างฟังก์ชั่นการถ่ายโอนดังกล่าวด้วยวงจรแอนะล็อก ตัวกรองอันดับหนึ่งมีความชัน -20 เดซิเบล / ทศวรรษ มีอะไรที่อ่อนแอกว่านี้ไหม?

คำตอบคือใช่ คำหลักของเรื่องนี้คือตัวกรองคำสั่งแบบเศษส่วนและมีบางวรรณกรรมในหัวข้อนี้แม้ว่าจะไม่มากนัก ตัวกรองเหล่านี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของคำสั่งแบบเศษส่วนซึ่งโดยปกติจะประมาณด้วยวงจรแบบดั้งเดิม เทคนิคการปรับให้เหมาะสมหรือการประมาณของPadéอาจให้การติดตั้งที่ใกล้พอ Wikipedia มีบทความเกี่ยวกับระบบลำดับเศษส่วนซึ่งอาจเป็นจุดเริ่มต้นในการเรียนรู้เกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้

— Petrus
แหล่งที่มา

1

ฉันจะใช้ชุดของตัวกรองห้าชั้นสูงที่กระจายอย่างเท่าเทียมกันที่ช่องว่างคู่ซึ่งแต่ละอันมีส่วนลดลง -2dB ครั้งแรกจะมีมุมที่ 1kHz ถัดไปที่ 2kHz ถัดไปที่ 4kHz ถัดไปที่ 8kHz และสุดท้ายที่ 16kHz นั่นจะตอบสนองสเป็คของคุณได้อย่างดีโดยให้คุณตัด -2dB จาก 1-2kHz, -4dB จาก 2-4kHz, -6dB ตัดจาก 4-8kHz, -8dB ตัดจาก 8-16kHz และ -10dB ตัดเหนือ 16kHz

(ถ้าคุณต้องการให้มีการเปิดตัวทีละน้อยกว่านั้นจริงๆคุณสามารถใช้ชั้นสูง 10 ชั้นที่ช่องว่างครึ่งคู่และแต่ละอันมีส่วนลดลง -1dB แต่ฉันคิดว่ามันน่าจะเกินกำลังมาก )

— ColdCold
แหล่งที่มา