Rumble/subsonic-filter
Figuur 1.
Al worden er dan steeds minder grammofoonplaten verkocht, veel mensen hebben nog een grote verzameling platen. 100 jaar fonografische registratie laat tenslotte sporen na. Schakelingen voor grammofonische toepassingen zijn dan ook nog steeds nodig. Twee ongewenste bijverschijnselen bij het afspelen van platen zijn rumble (laagfrekwente bijgeluiden van motor en draaiplateau) en subsonische signalen (andere laagfrekwente "bijgeluiden"). Om deze signalen de das om te doen, hebben we een aktief hoogdoorlaat-filter gemaakt met een vijfde-orde Chebyshev-karakteristiek met 0,1 dB rimpel en het kantelpunt op 18 Hz. Het idee om het passief te proberen werd snel verworpen:
voor een passief zesde-orde Bessel-filter hebben we spoelen nodig van 600 henry! Dat is leuk als bijzettafeltje, niet als filter.
Het schema is eigenlijk niet zo interessant, dit is de gebruikelijke opzet met opamps. Het is de keuze van de komponenten die uiteindelijk bepaalt wat voor filter het wordt. We hebben gekozen voor een Chebyshev-karakteristiek. Dat lijkt voor een audio-toepassing niet zo'n beste keuze, maar we hebben gekozen voor een opzet waarbij de rimpel in de doorlaatband extreem klein is (0,1 dB). Het filter vertoont daardoor erg veel overeenkomst met een Butterworth-filter, maar is net iets steiler (zie berekende karakteristiek in figuur 2). Frekwenties onder 10 Hz worden meer dan 35 dB verzwakt. Het fase-verloop van het filter is in het doorlaatgebied heel geleidelijk, waardoor de invloed hiervan op het geluidsbeeld als onhoorbaar kan worden verondersteld. Maar u gebruikt het filter vrijwel zeker in een stereo-installatie en dan is het wel belangrijk dat de karakteristieken van de beide filters zo gelijk mogelijk zijn. Fase-verschillen tussen de kanalen zijn namelijk wel hoorbaar. Voor de lage frekwenties is het nog niet zo erg (denk maar aan sub-woofers), maar het filter is ook in het middengebied van de audioband kwa fasegedrag nog niet helemaal uitgewerkt en daar zijn verschillen wel hoorbaar. Om die gelijkheid te garanderen en ook om de gewenste karakteristiek te krijgen, moeten de kondensatoren C1...C5 worden uitgezocht. Of de waarde van deze kondensatoren nu 467 n (470 - 1%) of 473 n (470 + 1%), is maakt niet veel uit. Het kantelpunt verschuift alleen een beetje. Als ze maar binnen deze ene procent aan elkaar gelijk zijn. Voor de symmetrie tussen de kanalen kunt u eventueel paartjes kondensatoren bij elkaar zoeken en die dan links en rechts op dezelfde plek in de schakeling monteren.
Figuur 2.
Voor de weerstanden hebben we in het schema de theoretische waarden afgedrukt. In het tabelletje zijn de praktische waarden weergegeven. Wij bouwden de schakeling op met 5%-metaalfilm-weerstanden uit de E12-reeks die zonder uitzoeken op de gaatjesprint werden gesoldeerd. Deze weerstanden blijken in de praktijk een voldoende kleine tolerantie te hebben.
De stroomopname van de schakeling wordt uitsluitend bepaald door de opamp en bedraagt ongeveer 4 mA. Eveneens door de opamp bepaald is het kantelpunt aan de hoge kant van de frekwentieschaal. Maar dat ligt in dit geval op ongeveer 3 MHz en vormt dus zeker geen probleem. Wel een probleem is een eventuele koppelkondensator in de signaalbron. Deze kondensator komt in serie te staan met C1, waardoor de frekwentiekarakteristiek aanzienlijk kan worden aangetast. Als deze koppelkondensator groter is dan 47 µF, is er eigenlijk niets aan de hand. Kleinere koppelkondensatoren verwijdert u het beste. C1 neemt die funktie dan over.