Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

[AndersHed]

Tack så mycket! Jag har kopplat precis så, om du kikar på sista frekvenskurvan jag gjorde så var det inte så stor skillnad tyvärr.
Jag skulle dock kunna testa med de komponenter som Svante sagt. Kan återkomma om resultat!

[AndersHed]

Det blev en hel del bättre, men inte riktigt där än. Jag tror kanske att det kan bero på att induktorn jag nu använde har en DC-resistans på runt 24-30 Ohm.
Om det nu inte skulle fungera korrekt med induktorerna som jag har beställt så har jag nu ett till sätt att testa på!

/Anders

[Svante]

Man kan köra med både serie och parallell också, alltså en parallellkrets i serie och en seriekrets i parallell med luren. Om man snedstämmer resonanserna lite så kan man få dubbeltoppen du har, fast en dubbeldipp då.

[HenrikE]

Vill du leka mer så kan testa att kombinera de två lösningarna:

lur_eq2.png (31.9 KiB) Visad 5884 gånger

Det är simulerat med och utan notchen som ligger parallellt med luren.

EDIT: ja det är ju samma förslag som Svante postade en minut tidigare

[Svante]

Du bör ha med serieresistansen i L1 också, den påverkar notchens djup, men också balansen under/över notchen. Resistansen i L2 kan anses vara en del av (eller hela) R3.

Sen har vi ju frågan varför just dessa lurar har valts. Det börjar ju framgå att det inte är trivialt att bygga detta litet, och kanske är det enklare (och bättre) att hitta en lur utan resonans. Eq-lösningar har en tendens att göra saker bättre men inte bra.

[HenrikE]

Du bör ha med serieresistansen i L1 också, den påverkar notchens djup, men också balansen under/över notchen. Resistansen i L2 kan anses vara en del av (eller hela) R3.

Den är med! Programmet visar den bara inte.10 ohm satte jag den till.

[AndersHed]

Tack så jättemycket för hjälpen och tipsen!

Förut tänkte jag mig att jag skulle göra ett dubbelfilter, men jag ville helst göra det så enkelt som möjligt. Men det kanske är den bättre lösningen!

Det är två saker som jag behöver veta med den här kopplingen. Kommer volymen klara sig eller kommer den påverkas? Jag behöver också få plats med alla komponenter i snäckan, finns tillräckligt små komponenter (säg max 5mm storlek åt något håll) som kommer få plats inuti hörluren?

/Anders

[AndersHed]

Nu har jag testat skillnaden mellan den större Bourns-induktorn och en SMD-variant. Dock gjorde jag en tabbe, den var för stor den med. Istället för att jag trodde att den var runt 6mm så var den 10 eller 12mm.
Dock så är resultatet intressant och som Fostex sa så verkar det just vara DC-resistansen som är boven i dramat.

För att klargöra så är Bourns-induktorn på 1.3Ohm och den nya SMD-induktorn är på 1.9Ohm. Jag har inte hittat någon ytmonterad induktor med exakt samma värde, de enda jag hittat är dessa:

https://www.digikey.ca/product-detail/e ... -ND/822202
https://www.digikey.ca/product-detail/e ... ND/5079761
https://www.digikey.ca/product-detail/e ... ND/3986765

Tror ni att testfrekvensen kan påverka värdet? Ifall testet är gjort vid 100kHz och induktansen var 560uH, kommer det då vara samma vid 3kHz?

En annan fråga, finns det några andra bra butiker i europa med stort utbud av bland annat induktorer? De enda jag känner till är TME, Elfa, Conrad och Farnell. Finns det fler med bra priser som inte begär en arm och ett ben i frakt?

/Anders

[HenrikE]

Det är två saker som jag behöver veta med den här kopplingen. Kommer volymen klara sig eller kommer den påverkas? Jag behöver också få plats med alla komponenter i snäckan, finns tillräckligt små komponenter (säg max 5mm storlek åt något håll) som kommer få plats inuti hörluren?

Volymen ska inte påverkas, så länge du väljer induktorer med rimligt låg resistans.

Jag vet egentligen inte om induktansen är samma vid 3kHz som vid 100kHz, men jag skulle gissa att den är konstant för "låga" frekvenser och börjar krångla för höga. Och med höga tänker jag MHz.

Här är en liten sammanställning av butiker jag gjorde för ett tag sen:

Digikey
170 kr frakt, gratis frakt över 430kr

RS
110kr frakt, gratis frakt över 500:-

Farnell
Via microkit.se, 49 kr frakt

Mouser
170kr frakt, fri frakt över 400kr

[AndersHed]

Tack så mycket för tipsen! Attans att jag inte såg det innan jag beställde från RS-online. Fast nu vet jag dock att microkit.se är ett bra val!

Förhoppningsvis så kommer induktansen på de jag redan beställt hålla sig någorlunda stabilt vid lägre frekvenser. Som du sa, de flesta har nog sämre stabilitet och tolerans vid högre frekvenser. Enligt de grafer jag kikat på ser det ut så.

På kretsen ni visade, skulle man kunna få ner värdet på induktorerna från 10mH till kanske 1mH genom att höja värdet på kondensatorn? Eller kompromissar man någonting annat då?

/Anders

[AndersHed]

Nu har jag testat med två olika induktorer på 560uH. Resultaten blev rätt bra! Dock inte helt perfekt, men helt klart i rätt riktning!

Bild nr. 1 är https://se.rs-online.com/web/p/wire-wou ... s/8007986/
Bild nr. 2 är https://se.rs-online.com/web/p/wire-wou ... s/0574485/

Det är lite skillnader. Båda de nya induktorerna som är testade är de svarta linjerna. Jag måste kolla in exakt vad det är som gör att det blir en liten "topp" vid runt 3kHz vid ena och 4kHz vid den andra. Konstigt tycker jag...

Men jag tänkte också testa en annan metod. Att köra på så små komponenter som möjligt, kanske tillräckligt små (och billiga) för att göra dubbla filter i en och samma hörlur.
Enligt kalkylatorn så ska jag ha värden på 100uH samt 33uF. Jag har hittat dessa komponenter, med så låg resistans som möjligt. Hoppas att de kommer att funka lika bra eller kanske även bättre!

https://www.mouser.se/ProductDetail/Tai ... 3IiQEZWw==
https://www.mouser.se/ProductDetail/AVX ... XFNNGl8A==

Tack så mycket för all hjälp av allihop!

/Anders

[darkg]

Annars får du bygga aktivt, jag såg ett klass-D steg på Elfa som mäter 1.21 mm på längsta sidan, ca 3 kr.

https://www.elfa.se/sv/ic-effektfoersta ... simi=99.65

[AndersHed]

Det där kan jag verkligen tänka mig att använda om jag bestämmer mig för att göra en bluetooth-variant av hörlurarna!

Just nu så vill jag försöka få så bra ljud som möjligt ur dessa hörlurar på ett passivt vis för att eventuellt kunna sälja de genom ett företag. Det bästa sättet jag har just nu för att få ner kostnaden är de små komponenter som jag länkade till, de ligger på 5-7kr sammanlagt så det är inte så stora kostnader det heller.

Tack så mycket för tipset!

/Anders

[darkg]

Det där kan jag verkligen tänka mig att använda om jag bestämmer mig för att göra en bluetooth-variant av hörlurarna!

Just nu så vill jag försöka få så bra ljud som möjligt ur dessa hörlurar på ett passivt vis för att eventuellt kunna sälja de genom ett företag. Det bästa sättet jag har just nu för att få ner kostnaden är de små komponenter som jag länkade till, de ligger på 5-7kr sammanlagt så det är inte så stora kostnader det heller.

Tack så mycket för tipset!

/Anders

Ja, det är väl egentligen ganska svårmekat med så pass små saker som den där lilla rackarn, som kanske dessutom inte är svinbra. Men en kul grej liksom, hur litet det kan bli. Mer realistiskt kanske en lämplig opamp, jag menar så kan du fitrera utan de bekymmersamma spolarna. Om det går åt pipan. Spännande projekt i alla fall!

[AndersHed]

Jag är öppen för det mesta, så alla idéer är välkomna för mig! Jag lär mig också på vägen hela tiden, så det här är väldigt kul att hålla på med.
Jag har rätt bra koll på vad som låter bra, så jag vet vad jag är ute efter ljudmässigt, men att hitta dit genom kopplingar och komponenter är inte det lättaste. Men det är också det som blir till en rolig utmaning!

Nu är jag ganska trötter, så jag får lov att fortsätta med nya krafter imorgon eller senare i veckan.

/Anders

[AndersHed]

Hallå igen! Jag har nu testat mer och tänkt mer på detta och det verkar vara ett parallellfilter som är den bästa vägen att gå ändå.
Antagligen behöver jag göra två stycken, men vad jag vill veta innan jag börjar köpa massor av komponenter (för kanske 10:e gången) är ifall jag på något sätt kan simulera detta.

Jag märkte att både HenrikE och Svante använde olika program för att simulera dessa resultat. Men vilka program använde ni? Är de gratis?
Själv har jag bara hittat NI Multisim. Det fungerar inte exakt som jag vill, men kanske att jag har skrivit in fel parametrar för att mäta frekvensresponsen.

I vilket fall så har jag en fråga. Skulle det gå att använda parallellfiltren med en induktor på 1mH istället för 10mH? Då kommer jag använda två stycken induktorer istället för en.
De två filtren skulle då ha en induktor på 1mH vardera med en DC resistans på 17 Ohm, kondensatorerna kommer ligga på 2.2uF samt 3.3uF med ett ESR-värde på ca 500mOhm.

Som jag tänkt koppla blir det två stycken parallell-filter i serie med varandra:

Kod: Markera allt


       ---L---      ---L---
 ------        ----          ---- Lur +
       ---C---     ---C---

 ----------------------------- Lur -



Stämmer detta?
Då jag testat att simulera detta utan något vidare resultat, skulle ni antingen kunna tipsa om hur ni går tillväga för att uppnå era resultat? Eller kanske visa hur detta skulle se ut i era program?

Förresten så verkar DC-resistansen på hörlurs-drivern ligga på 25 Ohm, om det nu hjälper någonting.

Tack så mycket på förhand!

/Anders

[darkg]

Jag har sett tips om LtSpice, och alldeles nyligen laddade jag hem det och har provat lite. Så här kan det te sig:

2018-02-16 23_56_56-LTspice XVII - test_epsilon.asc.png (20.54 KiB) Visad 5668 gånger

(första gången jag försöker mig på svep! kvasislumpmässiga värden.)

[AndersHed]

Tack så mycket! Jag kan dock inte se db på din graf. Sedan förstod jag inte riktigt valen för värdena på komponenterna...

Första filtret tänkte jag att det ska vara följande:

L1: 1mH
C1: 2.2uF

Andra filtret:

L2: 1mH
C2: 3.3uF

Förstod inte riktigt varför en tredje induktor (L3) var nödvändig?
Skulle det bli så pass mycket basreduktion med denna krets? Men det kanske har med någonting annat att göra.

Så som jag tänkte skulle 220nF (C1) bytas till 2.2uF, 10mH (L2) skulle bytas till 1mH och 1uF (C2) skulle bytas till 3.3uF samt att L3 ska tas bort.
Har jag tänkt fel då kanske?

/Anders

[darkg]

Tack så mycket! Jag kan dock inte se db på din graf. Sedan förstod jag inte riktigt valen för värdena på komponenterna...

Första filtret tänkte jag att det ska vara följande:

L1: 1mH
C1: 2.2uF

Andra filtret:

L2: 1mH
C2: 3.3uF

Förstod inte riktigt varför en tredje induktor (L3) var nödvändig?
Skulle det bli så pass mycket basreduktion med denna krets? Men det kanske har med någonting annat att göra.

Så som jag tänkte skulle 220nF (C1) bytas till 2.2uF, 10mH (L2) skulle bytas till 1mH och 1uF (C2) skulle bytas till 3.3uF samt att L3 ska tas bort.
Har jag tänkt fel då kanske?

/Anders

JAg kloppte bilden fult, bara för att ge en bild av programmet, och valde värden på måfå bara föratt få upp en illustration. Jag tänkte att drivern borde ha en induktans också. LTspice är gratis.

[AndersHed]

Ah, jag förstår! Jag har laddat ner programmet nu och ska testa runt lite. Försöker lista ut så mycket som möjligt med detta program, får se hur det går.
Tack så mycket för hjälpen!

/Anders

[AndersHed]

Okej, nu har jag testat programmet i ett litet tag. Fortfarande inte helt 100 på att jag har gjort rätt. Det ser inte helt perfekt ut... Sedan märker jag att den bara tar ca 8db, vilket inte är tillräckligt djupt.
Bör den skära allting under 3kHz med 3-4db? Verkar lite väl drastiskt och representerar inte riktigt mina egna mätningar med min mätmikrofon.

Är det någonting som jag har missat eller gjort fel?

/Anders

[darkg]

Kanske måste både källan och kapseln modelleras bättre; kapselns impedans @ 0, 500 och 1000 Hz är angiven så "baklänges" kan ev. nån skapa en modell?
5 ohm på förstärkaren var också ganska taget ur luften. Men jag är inte säker på vare sig kretsens eller programmets djupare mysterier.

[AndersHed]

Efter att ha utgått från komponenter jag hittat på nätet och skrivit in de värden jag kunnat hitta så är det här det bästa jag kunnat få till.
Vet fortfarande inte om det kommer vara tillräckligt med 14db av skurna frekvenser. Ska göra ett till test med 10mH induktorer också.

/Anders

[AndersHed]

Nu har jag gjort simulering av den kopplingen jag gjort som blev bäst för mig (finns bild på mätningen i ett föregående inlägg). Dock så stämmer simuleringen inte exakt med vad som verkligen sker i min egna mätning. Min mätning blir bättre än simuleringen. Vet inte exakt vad detta beror på...

Men sedan testade jag en annan krets med dubbla parallell-filter i en seriekoppling med varandra. Första gången testade jag med 10mH induktorer, fast kurvan såg för bred ut för min smak (med de små komponenter jag hittat som kan fungera i luren).
Dock när jag testade 5.6mH induktorer så verkar det mesta ha fallit på plats. Nu vet jag inte exakt hur detta kommer fungera med min mät-utrustning, men förhoppningsvis kan det jämna till allting på ett bra sätt. Nu är det bara att hitta billigaste sättet att få tag på dessa komponenter. Alternativt hitta andra liknande eller kanske även bättre (och billigare?) komponenter.

Bild 1: Simulering av 2-komponent filtret jag gjorde med stora komponenter
Bild 2: Simulering av det dubbla parallellfiltret med små ytmonterade komponenter.

/Anders

[HenrikE]

Jag märkte att både HenrikE och Svante använde olika program för att simulera dessa resultat. Men vilka program använde ni? Är de gratis?

Oj jag missade att svara på detta. Jag kör tina-TI. Det är TI:s motsvarighet till LTspice, och är också gratis. Jag tycker den är lite smidigare att jobba med, och så har den alla de vanliga audio-op:arna inbyggda.
http://www.ti.com/tool/TINA-TI

EDIT: Det måste vara pilligt att bygga hörlurar själv. Jag är förmodligen inte ensam om att vara nyfiken på hur de ser ut. Bilder!

[darkg]

[AndersHed]

[ Bild ]

Fasen också! Har de lurarna redan gjorts? Då är jag för sent ute.

Skämt åsido, jag kan komma med bilder så snart jag fått allt på plats. Just nu är de i prototyp-stadiet. Jag använder just nu 3D-printade skal som är för små och pilliga för allt jag vill göra.
Ska dessutom ändra designen och silikontippen. Men allt detta får vänta lite då jag fortfarande måste fixa till ljudet.

Tack för tipset HenrikE, får kika in det programmet också så kanske jag lite lättare kan få bättre resultat! Märkte att LTspice inte hade just de kondensatorer jag letar efter i sitt bibliotek.

Så snart jag är färdig och nöjd med ljudet så koncentrerar jag mig på designen och ger er bilder!

/Anders

[AndersHed]

Halloj! Ber om ursäkt att jag väcker upp ett sådant gammalt inlägg, men jag har precis gjort klart mina hörlurar nu. Ni var väldigt nyfikna på designen och ljudet osv. Så här kommer en bild på hörlurarna (med temporär sladd) och en kurva på hur ljudet nu ser ut och hur de låter.

Till att börja med så är detta en prototyp fortfarande, men en fullt fungerande sådan. Jag har gjort designen i 3D (med Onshape) och sedan använt mig av 3D-hubs för att kunna skriva ut i svart resin. Resultatet blev mycket lyckat tycker jag! Men kanske fortfarande inte uppe i samma klass som injection-molding och liknande tekniker för massproducering. Oavsett så fungerar det väldigt bra för prototyp-bruk.

I den interna designen har jag använt endast en driver (balanserad armatur) och ett elektroniskt filter i samband med ett akustiskt filter. Denna kombination slår allting annat som jag tidigare testat, så jag är mycket nöjd!

Nu till ljudet, jag kan bara säga att jag är extremt nöjd! Det är kristallklart ljud med en väldig 3D-effekt då ljudet både får bredd, djup och man kan nästan märka saker uppåt och nedåt. Musiken blir levande utan att bli allt för påträngande. Väldigt välbalanserat ljud med väldigt lågt brus. Det enda "dåliga" med dessa lurar är att man måste kräma på en del för att få upp volymen, de är inte de mest lättdrivna lurarna, men funkar hur bra som helst för mig med min mobil! Eftersom de släcker ut allt ljud runtom också så blir det nästan som att ha ett par öronproppar.

Tack så mycket för alla tips och all hjälp! Det har faktiskt gjort stor skillnad för mig, speciellt att använda LT-Spice!

PS. om ni ser på frekvenskurvan så kanske den ser väldigt konstig ut, men dippen vid 6500Hz är väldigt avsiktlig, vet inte om mätningsprogrammet är knas, men om jag inte hade tagit bort den så hade alla som lyssnat på den dött av "S"-ljuden.

Mvh Anders

[darkg]

Såå, med lyckad prototyp, vad händer nu?

[AndersHed]

Jag vet inte riktigt än, jag får se! Det beror ju också på vad andra tycker om produkten