Вопросы по фильтрам

[Skalk]

Доброго времени суток.
Вот изучаю фильтры и накапливаются вопросы с которыми хочу обратится к уважаемым форумчанам.

Подскажите как правильно поступить.

Я разделил звуковой сигнал, фильтрами 1-го порядка, на две полосы: 700-1500Hz и 1500-7000Hz. А теперь хочу их объединить.

Нужно ли инвертировать одну из полос?
 

[ZAQ]

Нужно ли инвертировать одну из полос?

Нет. Снизится отношение сигнал/шум, т.к. одна часть будет ослаблять другую. 1й порядок фазу крутит несильно - самый щадящий вариант, так что особо не страшно.

[Skalk]

"одна часть будет ослаблять другую"

Т.е. будет происходить вычитание одной полосы из другой, т.к. они большей своей частью окажутся в противофазе?

[ZAQ]

По порядку.
1. Что за фильтр имеется ввиду. Номиналы деталей каким образом расчитаны: указаны частоты среза по -3дБ, либо равнономинальный под Fср 1100 и 4250?
2. Фильтр 1-го порядка обеспечит крутизну всего 6дБ на октаву. Разделить на 2 полосы диапазон неэффективно, а в сложенные в противофазе вообще будет сильно ослаблять сигнал, т.е. вычитаться на Fср, да.
3. Для разделения диапазона на две полосы (два горба) лучше применить режекторный фильтр (Т-мост в твоём случае на 3850). Можно центр вырезать хоть на 100дБ.

[Skalk]

700-1500 и 1500-7000 это -3Дб (два параллельных двухполюсных полосовых фильтра)

Режекторный фильтр гляну. Но центр вырезать не надо, просто хочу разделить звук на две полосы и затем обратно их объединить.
 

[ZAQ]

700-1500 и 1500-7000 это -3Дб (два параллельных двухполюсных полосовых фильтра)
Но центр вырезать не надо, просто хочу разделить звук на две полосы и затем обратно их объединить.

Фильтрами первого порядка это сделать практически невозможно. Слишком узкие и близко расположенные полосы для данной крутизны, особенно 700-1500. Здесь либо резать середину Т-мостом, что намного проще, либо применять резонансные активные фильтры, наподобие как в многополосных эквалайзерах (мост Вина с глубокой ООС и Fрез = Fср).

[Tuvalu]

3. Для разделения диапазона на две полосы (два горба) лучше применить режекторный фильтр (Т-мост в твоём случае на 3850). Можно центр вырезать хоть на 100дБ.

Как это режекторный фильтр сможет разделить сигнал на две полосы?

Здесь либо резать середину Т-мостом, что намного проще,

Что даст вырез середины?  

[ZAQ]

Вырез середины даст вырез середины, т.е. отделит правую часть диапазона от левой. С этим легко справится пассивный Т-мост из двух конденсаторов и резисторов. Можно достичь хорошей крутизны, не прибегая к сложным фильтрам высоких порядков. Остальное по краям диапазона обрежет простой активный последовательный фильтр на ОУ, заодно скомпенсировав потери. При этом параллелить/смешивать ничего не нужно. Это как вариант. Но можно и более сложный подход реализовать, естественно.

PS немного ошибся выше, указав частоту выреза 3850 для Т-моста - правильно будет 2150.

[Tuvalu]

Вырез середины даст вырез середины, т.е. отделит правую часть диапазона от левой.

Чудесно! Только, вы не ответили не вопрос "как разделить спектр на две полосы с помощью режектора". У режектора один выход, а ТС требуется два полосовых выхода. Как вы собираетесь организовать два выхода с декларируемым хорошим подавлением внеполосовых составляющих (проникание сигнала с частотой нижней полосы в ВЧ-канал и наоборот). Лучше, нарисуйте схему (блок-схему), а то объяснить на словах у вас явно не получается.

[Skalk]

Господа как уже писал выше режекторный фильтр мне не подходит поскольку при сложении полос, пускай и узкая полоса частот, но будет отсутствовать.


Вот набросал по быстрому схему с фильтрами 1-го порядка и свипом 20-20000Hz.
Как я понял между полосами разность фаз в точке 1600Hz и близко к ней не будет превышать 90градусов - это нормально. Но вот вопрос начинающего - когда все сложится, разница между верхними и нижними частотами будет уже приближатся к 180градусам - как на это принято смотреть?

[ZAQ]

У режектора один выход, а ТС требуется два полосовых выхода. Как вы собираетесь организовать два выхода с декларируемым хорошим подавлением внеполосовых составляющих (проникание сигнала с частотой нижней полосы в ВЧ-канал и наоборот). Лучше, нарисуйте схему (блок-схему), а то объяснить на словах у вас явно не получается.

Tuvalu, я как раз очень хорошо понял, что ТС два выхода не нужны, а есть желание смешать сигнал двух параллельных фильтров. Чтож, можно и с картинками. Чем отличается АЧХ фильтра по приведённой ТС схеме от простого фильтра на одном ОУ, кроме как проблемами с фазой, большим числом элементов, влияющих на звук и прочих неприятностей? Я и писал о том, что разделить на два узких диапазона таким образом невозможно, да и смысла в этом нет по сути.

PS Я, наверное, с другой планеты, поэтому на словах меня, к сожалению, не все понимают.    

[ZAQ]

Вот что предлагал я. По-моему, несколько по-интересней...

[Skalk]

Оп! Незнакомая програмка. Похоже нужно переходить на более проф-ый софт. Посоветуйте симулятор который и фазу покажет и все остальное. Самый лучший

По сути уже пару месяцев разбираюсь с фильтрами и фазой. Реально тема оч. сложная и без помощи здесь не обойтись. Пока понял что фильтры это ЗЛО, но без них ну просто никуда.

[ZAQ]

Оп! Незнакомая програмка. Похоже нужно переходить на более проф-ый софт. Посоветуйте симулятор который и фазу покажет и все остальное. Самый лучший
 

Самого лучшего нет. Я например, лично знаком с несколькими, у каждого свои преимущества и недостатки. Нужно также хорошо уметь пользоваться симулятором. Этому долго нужно учиться и набираться опыта, очень много нюансов. Ещё нужно уметь их правильно настраивать. Тот, чьи картинки - NI Multisim 12. Достоинство - дружественный интерфейс, автоматическое исправление ошибок и изменение настроек.

Tuvalu наверняка посоветовал бы Microcap 8 или 9. Для аналоговых схем, говорят, очень хорош.

Из бесплатных - LT Spice, только там библиотеки свои, нужно устанавливать дополнительные...

В интернете при желании можно всё найти!

Для создания хороших фильтров на ОУ, есть отличнейшая программа TexasInstruments Filter Pro. Она бесплатная, но нужно зарегистрироваться при установке.

Помни, самый достоверный путь - это ПРАКТИКА.

[Skalk]

Немного отойду от темы и спрошу о стратегии фильтров в приборе. Какая должна быть ФЧХ на выходе прибора, ведь так или иначе она будет не линейной (хотя бы даже из за разделительных кондёров), а последующие приборы в цепи тоже внесут изменения в ФЧХ и в конце цепи будет вообще не пойми чего Вообщем какие здесь так сказать стандарты по выходной ФЧХ? Что бы все приборы в цепи были согласованы по фазе.