关于低音炮的二阶高通滤波器电路设计中，Q值与增益的关系

展望2008 · 发表于 2012-2-13 16:40

频率太低的次低频信号人耳并不敏感，因此也没必要让其通过炮放电路，这样做还可避免一些过载失真并使低音重放更加干净。现本人想对二阶压控电压源高通滤波电路提高一些增益，电路如下图：

Rf取值暂定为1.5R1，可计算得电路增益为2.5（该电路增益大于3会不稳定）。截止频率定为30Hz，由于此时喇叭的声压听感已经较弱，故想把滤波器的Q值适当提高一些，以便使30Hz处信号得到一些额外的提升，起到“均衡器”的效果，如下图所示：

Q值想取1~2左右。现在的问题是：Rf/R1=1.5的关系会对电路的幅频响应带来多大的影响？据说会在上图2的基础上，将截止频率处的尖峰更加提高一些？大概提高多少？本人高数不过关，请各位大大帮忙分析一下。
另：在上图1中的R1接地端，再串入一只电容，是否就等于是三阶高通滤波器了？

D类传真 · 发表于 2012-2-13 19:21

30HZ高通滤波。

展望2008 · 发表于 2012-2-13 19:31

回复 2# D类传真

楼上的图是什么意思呢？我想问的是，对电压跟随型的二阶高通滤波器，设计成截止频率30Hz﹑Q值为1或2，然后变其电路增益为2.5，则其幅频曲线如何变化呢？

D类传真 · 发表于 2012-2-13 22:22

回复 3# 展望2008

上图是2阶高通滤波电路，频率为29.5HZ，Q值为2，AV=2.5。下图是幅频特性曲线和相频特性曲线。

展望2008 · 发表于 2012-2-14 01:41

回复 4# D类传真
D大侠，根据你给的元件数据，我计算的结果是截止频率为27.56Hz，Q值为0.5，而不是2。不过我是根据电压跟随器型的高通滤波器计算公式来计算的，也就是在图1中去掉R1、同时将Rf短路得到的电路。是不是加入Rf（=2R1）和R1之后，计算公式会有改变？
在论坛里看到一个索尼的低音炮带通滤波电路，其中的高通滤波器根据其元件数值，算出截止频率为37Hz，Q值为1.435，可见小日本也是有意提升了截止频率点的信号强度（如下图），不过我现在想搞清楚的是加大高通滤波器电路增益（增益从1增加到2.5）后的变化

Dogua · 发表于 2012-2-14 02:06

看来我的理论太肤浅了,继续关注

展望2008 · 发表于 2012-2-14 02:48

共同学习嘛，呵呵

D类传真 · 发表于 2012-2-14 13:10

本帖最后由 D类传真于 2012-2-14 13:12 编辑

回复 5# 展望2008

29HZ是谐振频率，那是仿真出来的，Q值接近2。增益不同Q值相差很远的。
下面第1张是29HZ的AV=3的特性。
第2-4是你帖的电路27HZ的不同AV值的特性。

展望2008 · 发表于 2012-2-15 16:42

本帖最后由展望2008 于 2012-2-15 16:43 编辑

从D大侠的图来看，改变滤波器的增益时，会同时改变电路的Q值，增益越大Q值越大，增益达到3时曲线就变成了高耸的尖刺了。我想知道的是如何根据增益来计算Q值。
首先看下图（图A），如果令图中C1=C2=0.22uF，R1=R2=24K，算得F0=30.14Hz，Q=0.5。然后我加入Rf、R3（见图B），并令Rf=1.5*R3，则电路增益从1升至2.5，Q值我估计结果是2（参考D大侠的电路设计猜的，哈哈哈）

然后，C1=C2=0.22uF保持不变，修改R1=16.425K、R2=32.85K（为了使F0=30.14Hz不变），此时图A的Q=0.707。那请问D大侠：图B（仍为Rf=1.5*R3）的Q值会是多少呢？如何计算？

D类传真 · 发表于 2012-2-16 19:14

本帖最后由 D类传真于 2012-2-16 19:16 编辑

这是图B的AV=2.5幅频和相频特性，Q值不怎么高，如Rf=R3即AV=2则Q值很高。
这是仿真结果。

展望2008 · 发表于 2012-2-16 23:16

啊？不是吧，怎么会是增益从2.5下降到2.0后，反而出现了更尖锐的曲线？我还以为增益越高则Q值越高、反之则Q值越低呢，你看增益改为1.0时，Q值不是降为0.5吗？
看来很多事情不是想当然的，估计只有仿真才是王道了，话说不会用这玩意

Dogua · 发表于 2012-2-23 16:13

回复 D类传真
D大侠，根据你给的元件数据，我计算的结果是截止频率为27.56Hz，Q值为0.5，而不是2。不过我 ...
展望2008 发表于 2012-2-14 01:41

这个图中IC102和那两只三极管的接法是什么?

[分析测量] 关于低音炮的二阶高通滤波器电路设计中，Q值与增益的关系