¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

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¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Dom 7 Jun 2015 - 14:10

Hola compañeros.

Estoy liado en un nuevo proyecto de mini altavoces de estantería y, al buscar información sobre los woofer que pretendo utilizar, he localizado un filtro notch formado por un sólo condensador en serie con la bobina. Hasta ahora pensaba que los filtros notch estaban compuestos por un condensador, una resistencia y una bobina en paralelo con el woofer.

Me he quedado sorprendido cuando he visto esto, el diseñador del proyecto indica que el condensador de 0,47 uF actúa como filtro notch. Os paso el enlace de la página por si alguno podéis darme información.

https://sites.google.com/site/undefinition/diy-orientexpress

Gracias a todos Very Happy .

Rafael1971
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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  agnd el Mar 9 Jun 2015 - 6:40

Efectivamente tiene un notch a los 7 kHz aprox.

Ahora mismo no puedo colgar la imagen de la gráfica de respuesta del filtro, pero tiene una atenuación de unos 70 dB en los 7 kHz.


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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Mar 9 Jun 2015 - 8:48

Gracias, agnd.

Una pregunta, ¿relación guarda el valor del condensador con la caída en la respuesta?

¿A menor valor del condensador corta antes la respuesta o es al contrario?

Si fuera tan fácil (que no lo será...) sería cuestión de ir probando diferentes valores.

Un saludo, agnd.

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  agnd el Mar 9 Jun 2015 - 10:37

La R del altavoz y el Cnotch forman un filtro paso alto. O sea, las frecuencias más bajas se ven afectadas (filtradas) según sea el valor de Cnotch.
La impedancia de un condensador viene determinada por

Xc = 1/(2*pi*f*C) = Ohms

Según la fórmula, a mayor capacidad C, menor será el valor de la impedancia Xc, luego a mayor capacidad, el corte de bajas frecuencias se produce a frecuencias más bajas, y viceversa, minorando la capacidad C de Cnotch aumentamos la frecuencia de corte.




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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Mar 9 Jun 2015 - 16:43

Hola de nuevo, agnd.

Entonces, si no lo he entendido mal, ocurre justo lo contrario que con los condensadores en serie con el tweeter. En estos, cuanto menor es el valor del condensador, cortan más abajo.

Otra cosilla, no sabes si existe alguna página con alguna calculadora online para calcular la frecuencia de corte en estos casos en los que se usa un condensador en serie con la bobina. El problema que tengo es que no consigo ningún condensador de 0,47 uF por donde vivo. El valor más bajo del que dispongo es de 1 uF. Lo puedo pedir por internet, pero hacer un pedido para comprar dos electrolítcos no polarizados de 0,47, si los hay, sería una auténtica locura, pagaría de gastos de envío quince o veinte veces más de lo que cuesta el artículo.

Lo que no entiendo es por qué no se utiliza más esta configuración, aunque sea por economía de costes, en todos los proyectos que había visto antes con filtro notch utilizaban la configuración estándar con tres elementos.

De nuevo un abrazo y gracias por molestarte en contestar.

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Celsius el Mar 9 Jun 2015 - 17:01

Rafael1971 escribió:Hola de nuevo, agnd.

Entonces, si no lo he entendido mal, ocurre justo lo contrario que con los condensadores en serie con el tweeter. En estos, cuanto menor es el valor del condensador, cortan más abajo.

A valor mas bajo cortan a mas alta frecuencia ,  a mi entender mas alto.  

por ejemplo

7,5uf  3000hz 
12uf  1500hz

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  agnd el Mar 9 Jun 2015 - 17:27

Rafael1971 escribió:Hola de nuevo, agnd.

Entonces, si no lo he entendido mal, ocurre justo lo contrario que con los condensadores en serie con el tweeter. En estos, cuanto menor es el valor del condensador, cortan más abajo.

Otra cosilla, no sabes si existe alguna página con alguna calculadora online para calcular la frecuencia de corte en estos casos en los que se usa un condensador en serie con la bobina. El problema que tengo es que no consigo ningún condensador de 0,47 uF por donde vivo. El valor más bajo del que dispongo es de 1 uF. Lo puedo pedir por internet, pero hacer un pedido para comprar dos electrolítcos no polarizados de 0,47, si los hay, sería una auténtica locura, pagaría de gastos de envío quince o veinte veces más de lo que cuesta el artículo.

Lo que no entiendo es por qué no se utiliza más esta configuración, aunque sea por economía de costes, en todos los proyectos que había visto antes con filtro notch utilizaban la configuración estándar con tres elementos.

De nuevo un abrazo y gracias por molestarte en contestar.

Puedes utilizar dos condensadores de 1uF en serie. No hace falta que sean no polarizados, los pones conectados "back to back" o sea, unes positivo con positivo y dejas los extremos libres como si se tratase de un solo condensador de 0,5uF y da igual por el lado que lo sueldes, se comportará como un NP.

Por otra parte, un condensador en serie con un altavoz, sea tweeter o woofer cumple la misma función, un paso alto que filtra más cuanto menor sea el valor de C. Veo que se me entiende mal, será que no me explico muy bien Embarassed


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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Miér 10 Jun 2015 - 7:09

Hola, compañero.

He consultado en Internet la posiblidad de conectar dos condensadores polarizados para conseguir uno no polarizado. La duda que tengo es que en los esquemas que he visto he creído entender que se unen por los polos negativos de los dos, quedando, en un extremo y en el otro, los polos positivos.

De tal manera, cuando los sueldas en la placa (entendiendo que están unidos por los negativos), soldarías los extremos positivos como si fuesen los dos terminales de un no polarizado común.

Una pregunta que me surge, para el tema técnico tengo muchísimas lagunas, ¿sabés a cuánto cortaría el Silver Flute si utilizara un valor de 1 uF en lugar de 0,47 uF? ¿cuál me aconsejarías?

Perdona por las molestias y por tanta pregunta como te estoy haciendo.

Un abrazo.

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  agnd el Miér 10 Jun 2015 - 8:11

Si los condensadores fuesen componentes ideales la forma de conectar los polos sería indiferente. Por ejemplo Rod Elliott en su página web los conecta positivo con positivo en su DC blocking:



Pero desgraciadamente los condensadores, como el resto de componentes electrónicos no son ideales sino que tienen cierta inductancia, resistencia serie, corrientes de fuga, etc. Estas magnitudes dependen del tipo de condensador, fundamentalmente del dieléctrico utilizado, y cada fabricante tiene distintos procedimientos de fabricación, de ahí que no sea lo mismo un Panasonic que un Nichikon por ejemplo. Para saber cual es la forma idónea de conexión, positivo con positivo o negativo con negativo, hay que disponer de osciloscopio y hacer unas mediciones. Se suele ver la efectividad de filtrado y el ruido que se produce, y para eso lo más cómodo es verlo con osciloscopio. La conexión que menos ruido produzca o más se aproxime al condensador ideal para nuestro propósito o aplicación, sería la forma idónea para ESE MODELO de condensador en concreto, pero puede que para otro modelo de condensador no sea así. Resumiendo, en principio es indistinto la conexión positivo-positivo o negativo-negativo hasta que se demuestre lo contrario de forma práctica.

En cuanto al tema que planteas sobre la f de corte, no puedes calcularlo tal como lo estás planteando simplemente por el tema de tolerancias. Los elcos van con un 20% de tolerancia, por lo que tendrás un condensador de entre 1,2 y 0,8 uF, por lo que puestos en serie conseguirás uno entre 0,4-0,6 uF. Si se requiere mayor precisión no cabe otra que medir valores de cada pieza y elegir los que nos proporcionen el valor deseado.

Es más fácil utilizar directamente condensadores de película que tienen menores tolerancias y mejores características para esta aplicación. Fáciles de encontrar los de poliéster por ejemplo.

En general, para un filtro de primer orden, cada vez que doblas el valor de C, divides la f de corte por dos. Si con C=0,47uF corta a 100 Hz, con C=1uF cortaría a 50Hz aproximadamente. Ten en cuenta que este no es un filtro simple RC sino que tiene una L en paralelo y no cumple exactamente, sino que da valores mayores de F.

Todo esto sin tener en cuenta las propias tolerancias de L y la del altavoz, que si no recuerdo mal, se trata de minorar la frecuencia de resonancia del cono, que me parece está sobre los 7kHz en este caso. Para ajustar con la mayor exactitud habría que medir el conjunto.

Como siempre, tenemos que tirar por el camino de en medio y que tengamos a nuestro alcance o el que consideremos cumpla con nuestro fin.

Supongo que ahora tendrás más dudas que cuando empezaste, pero esto es así.

Por último, tienes una calculadora online aquí Notch LC
Por ejemplo para L=1e-3 y C=47e-8 obtienes 7,34 kHz de f de corte.




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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Jue 11 Jun 2015 - 6:56

Jó, macho, se nota que dominas bien el tema Aplause .

Perdona que insista tanto, pero no llego a comprender cómo no se utiliza más esta tipología de filtro notch (por economía de costes, sólo con un condensador tendríamos bastante) y en muchos proyectos vemos el filtro notch clásico formado por tres componentes.

Otra cuestión que nunca he sabido es cómo corta el filtro notch, si lo hace suavemente, por ejemplo a 6 decibelios octava o la pendiente de corte es mucho más brusca, a 24 decibelios octava, por ejemplo. Si se trata de matar las resonancias propias del altavoz de medio-grave, cuanto más acusado fuese la pendiente de corte conseguiríamos un sonido màs fiel y sin resonancias.

Estoy realizando un nuevo proyecto reciclando todos los componentes que puedo. Me he propuesto no tener que comprar nada, por eso, en principio, utilizaría un Silver Flute que tengo y un Vifa TG 35-06. Debido a que no tengo conocimientos tecnicos, lo único que he sido capaz es de calcular el puerto reflex simulando las medidas con el winisd. En mi proyecto anterior cloné un filtro para el medio grave que utilizaba un filtro notch clásico, así como un filtro de tercer orden para el Vifa. Lo cierto es que sonaba muy pero que muy bien. Esta vez me había propuesto utilizar un filtro "clonado" diferente, por eso me extrañaba esta tipología de filtro notch que no conocia.

De nuevo gracias y un fuerte abrazo.

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  agnd el Jue 11 Jun 2015 - 14:43

El corte de un notch es brusco, tipo brickwall, mayor que un 4º orden.

El notch puede configurarse en dos tipos: serie y paralelo. En el serie, la impedancia en la resonancia es muy baja, tendiendo a cero o al valor de R (si ponemos R), mientras que al contrario, tiende a muy alta en el notch paralelo. No se trata de economizar componentes sino que es un funcionamiento complementario y elegimos el que se ajuste mejor a nuestras necesidades.

Ni que decir tiene que al ser un corte brusco y muy selectivo, las tolerancias son muy estrechas o corremos el riesgo de atenuar por debajo de lo necesario.

Desconozco como se mide la frec. de resonancia de un cono, pero quizás fuese interesante medirla para el cono en cuestión y a partir de ahí realizar el filtro ex profeso.




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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Vie 12 Jun 2015 - 7:46

Gracias de nuevo.

Dos preguntillas y ya no te pregunto más.

¿Bajaría mucho la impedancia incluyendo este condensador en serie?

¿Dónde puedo encontrar condensadores, del tipo que sean, con tan poco valor? En los catálogos online que he visto no los localizo de valores tan bajos.

Saludos.

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  agnd el Vie 12 Jun 2015 - 10:16

Rafael1971 escribió:Gracias de nuevo.

Dos preguntillas y ya no te pregunto más.

¿Bajaría mucho la impedancia incluyendo este condensador en serie?

¿Dónde puedo encontrar condensadores, del tipo que sean, con tan poco valor? En los catálogos online que he visto no los localizo de valores tan bajos.

Saludos.

No entiendo tu primera pregunta. ¿En serie con qué?

Es muy fácil encontrar esos condensadores, por ejemplo este http://www.ebay.es/itm/like/271424526203?limghlpsr=true&hlpv=2&ops=true&viphx=1&hlpht=true&lpid=115&chn=ps


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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Vie 12 Jun 2015 - 15:25

Perdona, ha sido culpa mía, no me he expresado bien.

Quería saber si este tipo de filtro notch con un solo condensador, una vez implementado en el filtro, provoca una caída en la impedancia mínima de los altavoces o si es irrelevante.

He volcado todo mi gasto, a lo largo de muchos años, en mi equipo estéreo, y lo cierto es que estoy muy contento con el equipo y con mis cajas. Actualmente como altavoces tengo unas Opera Mezza y unas Mission, que voy simultaneando.

Estoy adaptando mi anterior proyecto hum de cajas acústicas a las nuevas necesidades de mi home cinema de marca generalista, el cual tengo instalado en otra habitación. Este home cinema no tiene grandes pretensiones, con que reproduzca sonido envolvente en una pequeña sala tengo bastante. El Receptor de audio-video que tengo no da demasiada potencia. Por eso quiero estar seguro de que las cajas no tengan una impedancia demasiado baja que pueda dañar al amplificador.

Las cajas hum en las que estoy trabajando ahora basicamente consisten en una adaptación de las anteriores para conseguir que tengan un tamaño contenido y una respuesta en graves en torno a los 75 Hz. Irán colocadas en una esquina y pegadas a la pared, por lo que, con el tamaño actual los graves se me descontrolan.

A ver si tengo tiempo algún día y publico el post con algunas fotos.

Gracias por tu ayuda.

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  agnd el Vie 12 Jun 2015 - 16:22

He simulado todo el conjunto (woofer y tweeter) sacando una gráfica de la impedancia.
He puesto dos resistencias de 8 ohm en lugar de los drivers, es una simulación simplificada que no tiene en cuenta las reactancias de los propios altavoces ni las interacciones electromecánicas drivers-recinto, pero como guía aproximada podría ser muy válida.

A la vista de la gráfica (la línea de puntos es la fase) se ve que hay un pico de impedancia de 20 ohm shock 2 sobre los 2 kHz, y un pequeño valle sobre los 3,6kHz.

Sin duda este altavoz debe ofrecer un sonido muy característico con esta curva de impedancia, máxime cuando estamos en la frecuencia sensible a la voz humana y donde nuestro oído quizás sea más crítico.

Para un ampli de arena puede que no sea mucho problema el pico de 20 Ohm, pero para un válvulas triplicamos la impedancia de carga equivalente del trafo de salida. Si por ejemplo tenemos un trafo de Raa=4kohm, la impedancia reflejada en el primario cuando estamos en el pico de 20 ohm será de Raa=10 kohm.  

Lo cual acentuará un cierto sonido distintivo que desde luego no llamaría precisamente lineal. Rolling Eyes

Pero vamos, todo es ponerse a probar y a lo mejor nos sorprende gratamente.


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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Vie 12 Jun 2015 - 17:34

No encuentro la página del proyecto de Zaphaudio porque lo ha eliminado al tratarse de un proyecto antiguo. Se trataba del mismo proyecto que realicé con anterioridad y que estoy adaptando a este mini recinto. Lo ha borrado de su página, no obstante, tengo una copia en el otro ordenador, a ver si puedo indicarte qué componentes utilizaba en el filtro del medio grave Silver Flute (Silver Flute W14RC25-08 ohm 5-1/2" Wool Cone).

Lo único que hice respecto a este proyecto fue modificar el filtro del agudo utilizando un tercer orden en lugar de un cuarto orden. El tweeter VIFA DT27-35-06 es un poco puñetero y al filtrarlo con un segundo orden chillaba como un gorrinillo.

Como se me da un poco mejor la carpintería que el manejo de los programas informáticos, decidí clonar el filtro para el Silver Flute para grave. Para agudo despues de muchas pruebas a oído me decanté por un tercer orden con su correspondiente red l-pad. Esta noche intentaré poner los valores.

El recinto tendría un volumen de unos seis litros. El winisd me indicaba que el tubo bass-reflex mínimo debería tener unos 4 cms de anchura y una profundidad de unos ocho centímetros. Apurando todo lo posible sin que el valor se me pusiera en color rojo (para que no "sople" el puerto).

A propósito, sé que es pedirte demasiado, ¿podrías simularme un filtro de segundo orden para el Silver Flute, con un corte aproximadamente entre 2.500 y 3.000 khz?

El resultado que obtengo con el filtro de primer orden con filtro notch de Zaphaudio es bueno, pero me parece a mí que se podría haber intentado también un filtro de segundo orden sin tener que emplear la artillería del notch.

Gracias, compañero.

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  agnd el Sáb 13 Jun 2015 - 9:26

El filtro que me pides no es trivial. Conseguir l la frec. de corte es fácil, pero no tanto la impedancia del conjunto. Hay casi infinitas combinaciones entre RLC para una fc dada. Es como encontrar 3 números reales que sumen 10. Aunque restrinjamos los números a los valores normalizados (1, 1.2, 0.22, 0,47, etc.) es una ardua tarea.

Como ejemplo te pongo un paso bajo de 2º orden cualquiera, con fc=2500, pero la Z resultante oscila entre 4 y 11 ohm.
Es la Z equivalente la que hay que ajustar mediante prueba y error. Con una calculadora online se podría intentar.



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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Jue 18 Jun 2015 - 19:38

Hola de nuevo, agnd. Llevo algunos días sin poder postear.

El filtro que utilizaba en los altavoces de los cuales voy a aprovechar los drivers es el siguiente:

Paso bajo

Bobina de 2,2 mH
Filtro notch compuesto por una resistencia de 1 ohm, una bobina de 0,1 mH y un condensador de 5,5 uF.

Paso alto:

Condensador de 6,7 uF, bobina de 0,27mH y condensador de 18 uF, con su correspondiente L-pad para atenuar el agudo.

El resultado, como te dije era bastante bueno, por eso me gustaría probar este nuevo filtro de segundo orden que te planteaba en el link de la página que publiqué, El problema es que sigo sin encontrar los condensadores electrolíticos.

¿Qué te parece este filtro antiguo de Zaphaudio? ¿Consideras que sería mejor utilizar el segundo orden con el filtro notch formado por un solo condensador en serie con la bobina?

Saludos y de nuevo gracias.
Red L


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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

Mensaje  Rafael1971 el Jue 18 Jun 2015 - 19:41

He probado el filtro que me propusiste, parece que suena parecido a un todo banda, sin llegar a distorsionar demasiado, lo que ocurre es que, cuando subes el volumen, se escucha algo de distorsión en las voces. En cambio, con el de Zaphaudio, puedes subir el volumen mucho más hasta llegar a que distorsione.

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Re: ¿Filtro notch con un sólo condensador en serie?

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