Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Hemmapulare debatterar lämpligen i detta forum.

Moderator: Redaktörer

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-03 19:53

Hej! Jag är helt ny här, jag blev rekommenderad denna sida av Hifi Kit så jag chansar på att någon här på forumet kanske kan ge mig lite insikt i mitt problem.

Det är nämligen så att jag bygger ett par in-ear hörlurar som en prototyp, jag använder mig av balanserade armaturer av märket Knowles. Specifikt denna varianten: http://www.knowles.com/eng/Products/Bal ... e-speakers

Problemet med dessa är att det är en väldigt hög peak runt 3kHz. Men med ett akustiskt filter så lät lurarna ganska bra! Fast så fort man ska spela på högre volym så blir det någon sorts distortion av någon anledning, nästan som något mekaniskt oljud. Det låter inte kul och därför ville jag testa att bygga ett passivt notch-filter istället för att kunna tämja peaken och se om samma sak hände.

Jag har lyckats koppla ihop ett notch-filter efter många olika försök, resultatet blev förvånansvärt bra! Det låter riktigt rent och tydligt, ingen distortion eller missljud som med det akustiska filtret och volymen finns fortfarande där. Här uppstår dock nästa problem. Komponenterna jag använder är på tok för stora för att få plats i hörluren. Så nästa steg var att vända sig till SMD-varianter av samma komponenter.

Jag har följt denna kalkylator för att hitta rätt frekvens för filtret: http://sim.okawa-denshi.jp/en/RLCBesample.htm
Den fungerar jättebra och gör nästan exakt som jag vill. Dock skippade jag att koppla in ett motstånd då det bara sänkte volymen utan att ge någon förbättring på Q-värdet.

När det fungerade som bäst använde jag mig av dessa två komponenter:

Kondensatorn (SMD): https://www.tme.eu/se/details/tcjb475m0 ... torer/avx/
Induktor/Drossel: https://www.tme.eu/se/details/5800-561- ... la/bourns/

Efter detta testade jag med en SMD-induktor istället: https://se.rs-online.com/web/p/wire-wou ... s/7255147/

Senaste testet nu var med en SMD-induktor av ett mycket lägre värde (22uH) tillsammans med en kondensator av ett mycket högre värde (150uF): https://www.digikey.com/product-detail/ ... ND/1008241

Bilderna som jag har bifogat visar först på bild nr. 1 hur hörlurarna låter utan något filter av något slag som jag mätte med en mätmick.
Bild nr. 2 visar skillnaden mellan den större induktorn och den mindre SMD-induktorn.
Bild nr. 3 visar skillnaden mellan den större induktorn och en mindre SMD-induktor fast med mycket lägre värde (22uH jämfört med 560uH) och ett högre värde på kondensatorn (150uH istället för 4.7uH).

Vad exakt är det som gör att ljudet påverkas så pass drastiskt? Speciellt när specifikationerna på de två olika induktorerna på 560uH är näst intill identiska.
Det enda jag vill göra är att kunna uppnå precis samma ljud som jag fick med den större induktorn fast med en SMD-induktor för att kunna få plats med allt inuti hörluren. Så alla förslag på vilken/vilka egenskaper av induktorn man ska hålla utkik efter (till exempel DC resistansen? Toleransen? Testfrekvensen? Q-värdet? Materialet? Ström-mättnaden? Eller något annat?) skulle vara till väldigt stor värde för mig!

All hjälp vore väldigt uppskattat!
Tack så mycket på förhand!

/Anders
Bilagor
No filter.png
Frekvensrespons utan något filter alls
No filter.png (48.46 KiB) Visad 4819 gånger
Inductor_SMDvsRegular.png
Frekvensrespons med båda 560uH induktorerna, ena är den stora, den andra är den lilla ytmonterade (SMD)
Inductor_SMDvsRegular.png (53.54 KiB) Visad 4819 gånger
SMD test1.png
Frekvensrespons med 22uH SMD induktor jämfört med den större 560uH induktorn
SMD test1.png (54.55 KiB) Visad 4819 gånger

Användarvisningsbild
Emanuelgbg
 
Inlägg: 1664
Blev medlem: 2011-02-28
Ort: Göteborg

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav Emanuelgbg » 2018-02-05 14:31

Välkommen till Faktiskt!

Kan inte svara på din fråga men håll ut så gissar jag att någon kunnig snart hittar in i tråden.

Användarvisningsbild
darkg
Ljushuvud
 
Inlägg: 8651
Blev medlem: 2011-12-11
Ort: Kristianstad

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav darkg » 2018-02-05 16:25

Jag vet inte heller... kan det vara så att spolen i kapseln och drosseln växelverkar olika mycket?
Don’t just do something, sit there.

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-05 19:03

Tack för välkomnandet! Jag vet inte exakt vad felet är, om jag bara får reda på ungefär vad som skiljer de båda induktorerna åt så kan jag fortsätta testa.

Användarvisningsbild
Fostex
 
Inlägg: 2710
Blev medlem: 2003-10-09
Ort: Stockholm

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav Fostex » 2018-02-06 12:44

Jag kan egentligen för lite på ämnet, men törs kanske spekulera lite. Två skillnader mellan dina induktorer är DC-resistans (28 ohm vs 1,27 ohm) och strömtålighet (40 mA vs 315 mA). Törs nog sätta ett mariekex på att resistansen är vad som gör att din svarta kurva hamnar så långt ifrån target. Vad händer med kurvorna om du kopplar Bourns-induktorn i serie med en resistor på 27 ohm?
Mycket kul - lite tid

Användarvisningsbild
PerStromgren
 
Inlägg: 28074
Blev medlem: 2005-03-25
Ort: Karlstad

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav PerStromgren » 2018-02-06 13:58

Vore det inte klokt att mäta tonkurvan elektriskt också, dvs på ingången till hörlurarna?
... tycker jag!

Per

Användarvisningsbild
HenrikE
 
Inlägg: 671
Blev medlem: 2009-02-11
Ort: Lund

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav HenrikE » 2018-02-06 14:38

AndersHed skrev:Jag har följt denna kalkylator för att hitta rätt frekvens för filtret: http://sim.okawa-denshi.jp/en/RLCBesample.htm
Den fungerar jättebra och gör nästan exakt som jag vill. Dock skippade jag att koppla in ett motstånd då det bara sänkte volymen utan att ge någon förbättring på Q-värdet.

Det måste till ett seriemotstånd för att filtret ska göra något. Utesluter du det förlitar du dig på hörlursutgångens utimpedans istället. Är den lägre än induktorns dc-resistans blir det inte mycket till notch. Lägg till ett motstånd på 150 ohm eller nåt sånt och prova igen!

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-06 16:28

Hej och tack så mycket för svaren!

Fostex: Om du ser sista bilden på mitt inlägg, där har jag använt induktorn från Taiyo Yuden på 22uH, där ligger DC-resistansen på 351mOhm: https://www.digikey.com/product-detail/ ... ND/1008241
Jag har då istället kompenserat genom att öka värdet på kondensatorn för att hitta rätt frekvens för filtret. (kan detta vara problemet?) Men eftersom det inte finns ytmonterade/små induktorer, vad jag vet, med ett högre värde (560uH) samt låg DC-resistans så blir det ett dilemma.

Med 22uH induktorn så borde den kunna kapa 3kHz området ännu mer än vad Bourns-induktorn kan pga lägre DC-resistans, men istället så blir Q-värdet lågt och jättebrett och äter upp på tok för mycket av frekvenserna från 100Hz till 20kHz och uppåt. Volymen lider också väldigt mycket pga detta. Samt att den inte ens orkar kapa lägre än vad Bourns-induktorn kunde. Kan det verkligen bero på DC-resistansen då eller är det någonting annat som ligger bakom detta?

Jag kan testa att koppla in en resistor tillsammans med Bourns-induktorn och kolla om den beter sig på samma sätt som ytmonterade varianten. Just nu är jag på jobbet, så det får bli ikväll.

PerStromgren: Jag skulle gärna vilja testa det. Jag är rätt ny till ARTA så jag ska kika mer på det så snart jag kommer hem.

HenrikE: Kommer volymen inte påverkas då? Speciellt med ett så pass högt värde? Jag kan såklart testa!

Tack allihop för era svar!

/Anders

Användarvisningsbild
HenrikE
 
Inlägg: 671
Blev medlem: 2009-02-11
Ort: Lund

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav HenrikE » 2018-02-06 20:19

AndersHed skrev:Kommer volymen inte påverkas då? Speciellt med ett så pass högt värde? Jag kan såklart testa!

Jo det kommer minska känsligheten, men det är lika bra att börja med ett stort värde som första test.

Användarvisningsbild
PerStromgren
 
Inlägg: 28074
Blev medlem: 2005-03-25
Ort: Karlstad

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav PerStromgren » 2018-02-06 21:01

Anders, du behöver inte mäta tonkurva med något automatiskt. En dator med tongeneratorprogram plus en multimeter som är någorlunda hygglig, duger.
... tycker jag!

Per

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-07 18:05

Hej igen!

Jag har nu testat Fostex förslag genom att sätta en resistor i serie med Bourns induktorn, det blev nästan exakt likadan kurva som SMD-varianten på 28Ohm.
Det verkar alltså vara DC-resistansen på induktorn som var boven. Nu har jag hittat denna induktor som jag precis har beställt, förhoppningsvis kommer den att fungera! https://www.tme.eu/se/details/dlg-1005- ... ferrocore/

HenrikE: När jag har testat att lägga till en resistor så har volymen minskar drastiskt, även fast den från början var rätt låg. Med ett resistorvärde över 10-Ohm så ser jag bara att volymen lider utan att någonting annat ändras. Men, att koppla den i serie med induktorn istället är någonting jag måste testa. Återkommer med resultat.

PerStromgren: Jag har tyvärr inte sådan utrustning och ärligt talat vet jag inte exakt hur/vad man ska mäta... :oops:

Möjligen att detta är en dum fråga, men kan man inte skippa en resistor i kretsen och förlita sig på DC-resistansen från induktorn? Jag vet att det inte fungerar på exakt samma vis, men kan det verkligen göra så pass stor skillnad i ljud mellan olika enheter?

Tack än en gång!

/Anders

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-07 18:12

Jag glömde en till, troligen dum, fråga. Men skulle det gå att parallellkoppla en resistor med induktorn för att få ner resistansen? Jag kommer såklart testa detta, men bara en fråga i vilket fall.

/Anders

Användarvisningsbild
Fostex
 
Inlägg: 2710
Blev medlem: 2003-10-09
Ort: Stockholm

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav Fostex » 2018-02-07 19:05

Kul att det var ett steg i rätt riktning!

Nä det kan du inte göra om syftet är att endast sänka serieresistansen, du påverkar filterfunktionen mer än så. Exakt hur törs jag inte svara på. Jag vill inte vilseleda dig, då jag själv inte är helt 100 på området. :)
Mycket kul - lite tid

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-07 19:52

Du har rätt, det funkade inte som jag hade tänkt. Jag kan inte så jättemycket om elektronik, därför är det så himla bra med sådana här forum! :)
Jag kommer att avvakta tills nya induktorn har kommit för att testa mer. Tills dess så finns det inte så jättemycket mer jag kan göra.

/Anders

Användarvisningsbild
HenrikE
 
Inlägg: 671
Blev medlem: 2009-02-11
Ort: Lund

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav HenrikE » 2018-02-07 21:18

Jag funderar på om du inte borde ha ett filter i serie med elementet istället:
http://lautsprechershop.de/index_hifi_en.htm?http://lautsprechershop.de/tools/t_ps_schwingkreis_en.htm
Med den lösningen blir det mycket mindre känsligt för hörlursförstärkarens utimpedans. Det blir också en mycket snällare last. Kretsen du har nu kortsluter i princip förstärkarutgången på resonansfrekvensen.

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-07 21:26

Jag har testat den parallellkopplingen förut, men den kretsen "orkar" inte skära bort tillräckligt mycket vid 3kHz.
Finns det annars något bättre sätt att använda sig av denna kalkylator för att skära bort tillräckligt mycket?

/Anders

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-07 22:32

Jag vet inte om jag har kopplat fel eller vad som nu har gått snett, men såhär blir det när jag försöker parallellkoppla så som kalkylatorn beskriver.

/Anders
Bilagor
Parallell-test2.png
Parallell-test2.png (53.09 KiB) Visad 4427 gånger

Användarvisningsbild
HenrikE
 
Inlägg: 671
Blev medlem: 2009-02-11
Ort: Lund

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav HenrikE » 2018-02-07 23:01

Om du har komponenter liggande, testa att dubbla induktansen till 2mH och halvera kapacitansen till 1.1uF!

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-07 23:09

Försökte precis med det nu också, blev inte så mycket bättre resultat.
Finns det något annat vis jag kan göra det på?

/Anders
Bilagor
Parallell-test3.png
Parallell-test3.png (53.19 KiB) Visad 4415 gånger

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav Svante » 2018-02-07 23:48

Jag skulle, utan att ha räknat på vad som behövs för värden, i stället lägga en parallellresonanskrets i serie med luren. Som någon sade är serieresistansen mycket viktig för att kretsen du har ska funka, och resistansen i spolen bestämmer direkt hur djup notchen kan vara.

Jag skulle alltså koppla:
Kod: Markera allt
        ---C---
-------|       |------
        ---L---       |
                     Lur
                      |
----------------------


Det är dock möjligt att komponentvärdena blir orimliga, det har jag inte kollat.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav Svante » 2018-02-07 23:51

En sak till, jag har lite svårt att förstå vad dina olika kurvor representerar, det vore bra om du för varje kurva inte bara beskrev värdena, utan också hur det är kopplat, och vad som driver kopplingen (hörlursuttag?).
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-08 00:06

Hej! Det är precis så som jag har kopplat det nu, om jag tar bort resistorn i parallellkretsen så blir det ärligt talat ingen skillnad.
Vet dock inte hur pass höga värden jag måste ha för att testa din teori. Dock blir det nog svårt att hitta så mycket högre värden, speciellt i ytmonterat format och i en liten storlek.

Så som jag har kopplat allting i mitt första inlägg är alla komponenter i serie, så här:

Kod: Markera allt
+  --------------------------- Lur +
                        -
                        C
                        -
                        L
                        -
-  --------------------------- Lur -


Alla mätningar är gjorda på min stationära dator med en mätmick (https://diyearphone.com/products/veritas-ii) med tillhörande korrektionskurva som är kopplad till datorns mic-ingång.
Jag använder ARTA som program för att mäta och för att koppla in alla komponenter så kopplar jag till en liten kopplingsdäck: https://www.kjell.com/se/sortiment/el-v ... ack-p36282

Planen är att dessa hörlurar ska kunna drivas med alla olika typer av enheter utan problem eller förändringar.

/Anders

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav Svante » 2018-02-08 00:15

AndersHed skrev:Hej! Det är precis så som jag har kopplat det nu, om jag tar bort resistorn i parallellkretsen så blir det ärligt talat ingen skillnad.
Vet dock inte hur pass höga värden jag måste ha för att testa din teori. Dock blir det nog svårt att hitta så mycket högre värden, speciellt i ytmonterat format och i en liten storlek.

Så som jag har kopplat allting i mitt första inlägg är alla komponenter i serie, så här:

Kod: Markera allt
+  --------------------------- Lur +
                        -
                        C
                        -
                        L
                        -
-  --------------------------- Lur -


Alla mätningar är gjorda på min stationära dator med en mätmick (https://diyearphone.com/products/veritas-ii) med tillhörande korrektionskurva som är kopplad till datorns mic-ingång.
Jag använder ARTA som program för att mäta och för att koppla in alla komponenter så kopplar jag till en liten kopplingsdäck: https://www.kjell.com/se/sortiment/el-v ... ack-p36282

Planen är att dessa hörlurar ska kunna drivas med alla olika typer av enheter utan problem eller förändringar.

/Anders


Ok, med den kopplingen får du ingen effekt alls om hörlursutgången är lågohmig. Ju högohmigare den är desto djupare blir dippen. Vid resonans (dippens frekvens) lastas förstärkaren hårt, det gillar inte alla förstärkare och kan ge dist.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav Svante » 2018-02-08 00:17

AndersHed skrev:Jag har testat den parallellkopplingen förut, men den kretsen "orkar" inte skära bort tillräckligt mycket vid 3kHz.
Finns det annars något bättre sätt att använda sig av denna kalkylator för att skära bort tillräckligt mycket?

/Anders


"Parallellkoppla" är tvetydigt här. Menar du en seriekrets i parallell med luren, eller en parallellkrets i serie med luren?
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav Svante » 2018-02-08 00:30

Det är nog så att en parallellkrets i serie med luren kräver för stort värde på induktansen för att det ska fungera praktiskt. Om man antar 32 ohms resistans på luren får jag vettig (nåja) kompensation för dina kurvor med en parallellkrets bestående av spole på 10 mH, 10 ohm, en kondensator på 200 nF och ett motstånd på 500 ohm i serie med luren.
Bilagor
notch.png
notch.png (8.6 KiB) Visad 4379 gånger
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
RogerGustavsson
 
Inlägg: 22710
Blev medlem: 2004-05-02
Ort: Huskvarna

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav RogerGustavsson » 2018-02-08 08:36

Kommer inspiration med filtren möjligen från Linkwitz? http://www.linkwitzlab.com/reference_earphones.htm

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-08 17:45

Svante: Bara så jag förstår helt och hållet, skulle du kunna rita ut hur du tänkte att jag ska koppla detta? Jag kanske har rätt komponenter för att testa detta, men vet inte exakt hur du menar att jag ska göra.

RogerGustavsson: Faktiskt inte, jag tänkte bara att en EQ-krets skulle kunna fixa till detta problem, sedan tänkte jag direkt på ifall jag kunde göra en passiv krets med ett fast värde. Det enklaste sättet jag hittade var de kalkylatorerna jag tidigare länkat till. Men innan de så hittade jag Twin-T notch, vilket fungerade men var på tok för smalt Q-värde.
Det är först senare som jag stötte på Linkwitz sida, mailade dessutom honom om detta men han vägrade hjälpa mig och hans svar var ett relativt bittert email. Varför har jag ingen aning om...

Användarvisningsbild
RogerGustavsson
 
Inlägg: 22710
Blev medlem: 2004-05-02
Ort: Huskvarna

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav RogerGustavsson » 2018-02-08 21:08

AndersHed skrev:Det är först senare som jag stötte på Linkwitz sida, mailade dessutom honom om detta men han vägrade hjälpa mig och hans svar var ett relativt bittert email. Varför har jag ingen aning om...


Jag har också haft en liknande upplevelse av mejl från honom. Har sett föredrag av honom på nätet och där var han betydligt mera lyhörd och inte så översittande.

AndersHed
 
Inlägg: 29
Blev medlem: 2018-02-02

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav AndersHed » 2018-02-08 21:29

Tyvärr väldigt tråkig attityd, det är synd eftersom det är just han som verkar veta mest om detta.

Induktorerna som jag har beställt verkar komma imorgon, kan göra fler tester då och kommer visa resultaten. :)

Användarvisningsbild
HenrikE
 
Inlägg: 671
Blev medlem: 2009-02-11
Ort: Lund

Re: Passivt notch-filter till hörlurar (induktor-problem)

Inläggav HenrikE » 2018-02-08 21:30

AndersHed skrev:Svante: Bara så jag förstår helt och hållet, skulle du kunna rita ut hur du tänkte att jag ska koppla detta? Jag kanske har rätt komponenter för att testa detta, men vet inte exakt hur du menar att jag ska göra.

Så här:
lur_eq.png
lur_eq.png (4.33 KiB) Visad 4245 gånger

Nästa

Återgå till DIY-forum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 8 gäster