F
De letter F of f wordt in de elektro(nica) techniek gebruikt voor de frequentie en voor de eenheid van de capaciteit van een condensator (Farad).
Soms wordt er een mechanische kracht mee bedoeld (force)
Far Field
Zie Verre veld
Fantoom,
fantoom voeding
Een truuk om een microfoon met ingebouwde voorversterker te
voorzien
van
voedingsspanning, zonder daarvoor meer aders in de kabel
nodig te
hebben.
De truuk werkt alleen met afgeschermde symmetrische kabels
zoals die
met XLR
connectoren die algemeen toegepast worden in de
professionele audio
wereld.(Omroep en P.A.) De voedingsspanning wordt
aangesloten tussen
een
middenaftakking op de symmetreer transformator en de
afscherming. Aan
de
microfoon kant wordt de voedingsspanning op vergelijkbare
wijze
afgenomen. Ook
bij modernere schakelingen zonder transformator is er een
vergelijkbare
methode
om de microfoon / voorversterker van voedingsspanning te
voorzien.
Farad
De eenheid van capaciteit.
Een condensator met een waarde van 1 Farad is een erg grote.
Meestal worden onderverdelingen gebruikt als
milli,
micro, nano en pico-farad. Steeds een duizendste van de
voorganger.
Als je in een condensator van 1 Farad een stroom van 1
Ampere stuurt
neemt de
spanning met 1 Volt per seconde toe.
Faraday, kooi van-
De eenheid van capaciteit, de Farad, is naar deze meneer
genoemd. Hij
heeft nog
flink wat meer op z'n geweten, o.m. de kooi. Nou bestonden
kooien
voor zijn
tijd ook al, maar hij heeft ontdekt en aangetoond dat een
geheel
gesloten,
metalen kooi een afscherming vormt voor elektromagnetische
velden, in
ieder
geval voor elektrische velden. (magneetvelden ligt wat
moeilijker)
We vinden dit principe terug bij de metalen of
gemetalliseerde plastic
kasten
van allerlei elektronische apparatuur, en bijv. bij de
magnetron oven.
Zo'n oven
bevat een radio zender van zo'n Kilowatt en daarvan mag niet
meer dan
een paar
micro-watt naar buiten komen.
Je kunt een eenvoudig experimentje doen waarbij je ziet dat
zo'n kooi
wel goed
afschermt voor hoogfrequente EM velden, maar het bij lagere
frequenties
veel
slechter doet, vooral voor het magneetveld.
De proef gaat zo: Stop een spelende transistor radio in je
magnetron
oven. DE
OVEN NIET AANZETTEN !! (dat is einde radio), maar
alleen het
deurtje dicht.
De FM ontvangst is over, vaak als het deurtje nog niet eens
dicht is.
Maar op de
middengolf speelt die radio wel door. Hoe komt dat?
Twee redenen: De middengolf antenne is bij die radio'tjes
altijd een
ferrietstaaf. Die reageert op de magnetische component van
het
elektromagnetische veld. En een oven van RVS of aluminium
schermt dat
zo goed
als niet af. Als je de radio in een ijzeren ton stopt is het
met de
middengolf
ontvangst waarschijnlijk ook over, ik heb dat niet
geprobeerd.
De FM-antenne is altijd een sprietje en dat reageert vooral
op de
elektrische
component van het EM-veld en die wordt wel goed afgeschermd.
De tweede reden is wellicht dat zo'n oven voor wat lagere
frequenties
niet goed
dicht is en ook niet hoeft te zijn. Het deurtje is niet goed
doorverbonden met de rest
van de
kooi. Voor de hoge magnetron frequenties (2700 MHz) is de
capacitieve
koppeling
afdoende, maar niet bij 1 MHz van de middengolf.
Ook je mobieltje zal de melding "geen bereikr" o.i.d.
geven als je het in de oven legt.
Vervolg van de proef: Leg een dunne geisoleerde draad vanuit
de
ovenruimte naar
buiten, en de FM-ontvangst komt weer gedeeltelijk terug. Dit
demonstreert dat de
afschermende werking van een metalen kast flink teniet
gedaan wordt
door een
enkel kabeltje dat zondere verdere maatregelen door de
kastwand komt.
Je mobieltje zal het nu nog niet doen; het ontvangen lukt
misschien
wel, maar
het zend signaal zal onvoldoende naar buiten overgedragen
worden.
Fase,
Faseverschuiving
Als het over het lichtnet gaat wordt de fasedraad bedoeld,
de bruine
draad van
de huisbedrading. Dat is de spanningvoerende draad. De
blauwe is de nul
en voert
slechts een geringe spanning t.o.v. aarde.
In sommige oudere wijken en binnensteden ligt er een z.g.
"oud net",
waarbij zowel fase als nul ieder ongeveer 130 Volt t.o.v.
aarde voeren.
Doordat
deze spanningen 120 graden uit fase zijn is de spanning
tussen die twee
toch 230
Volt. In de meterkast vind je dan twee zekeringen (stoppen)
per groep.
Alle elektrische apparatuur (en dus ook geluidsapparatuur)
is zodanig
gebouwd
dat het niet uitmaakt hoe de steker in het stopcontact zit.
Als dat wel
uitmaakt
moet je ermee terug naar de winkel want dan hebben ze je
rommel
verkocht.
Faseverschuiving houdt in dat bij een wisselstroom de stroom
en de
spanning niet
tegelijk door nul gaan, zoals dat bij een zuivere (Ohmse)
weerstand
gebeurt.
Bij zelfinducties loopt de stroom achter bij de spanning,
bij
condensatoren gaat
de stroom voor de spanning uit.
Bij zuivere zelfinducties en condensatoren is dat 90 graden,
oftewel
een kwart
van de periodetijd van de wisselstroom.
We spreken van een "Ohms" circuit, of van de "Ohmse"
weerstand als de stroom en de spanning in fase zijn.
(gebruikelijk is
de lettere
R)
Als we nadrukkelijk ook de faseverschuiving in aanmerking
willen nemen
spreken
we over "impedantie" van een circuit en dan gebruiken we de
letter Z.
De fase wordt gemeten in graden of in radialen. In de
elektrotechniek
wordt
meestal de cosinus van de hoek opgegeven, men spreekt dan
van de
cosinus-phi of
cos-fi.
In elektronische circuits vinden soms fase verschuivingen
plaats.
Meestal hoef
je je daarover geen zorgen te maken.
Ten eerste: Als de frequentie karakteristiek (beter is
amplitude karakteristiek) van een component (bijv.
een
versterker) goed vlak is, is het fase gedrag bijna altijd
ook goed.
Ten tweede: Het menselijk gehoor is niet bijster gevoelig
voor de fase
van
allerlei signalen, maar het maakt wel uit. Er is een
programma
beschikbaar dat dit demonstreert.
Zie ook het artikel over wisselfilters.
Fase-lineair
Als je van een systeem een grafiek maakt van
faseverschuiving tegen
frequentie
dan kun je de volgende conclusies trekken: Als die lijn
recht is, en evt. schuin omhoog, is de
vertraging voor alle frequenties even groot. Als die lijn
erg bochtig is ondervinden verschillende frequenties
verschillende
vertragingen en mag je geringe invloeden op de klank
verwachten, maar
je zult in
zo'n geval vrijwel altijd ook ook hobbels in de amplitude
karakteristiek zien.
Bij luidsprekers (kasten) vinden we vrijwel altijd flinke
hobbels in de
fase
karakteristiek (fase fouten) Dat komt ten dele door de
luidsprekers
zelf, door
het wisselfilter en door de manier van monteren. Vanaf de
luisteraar
gezien
moeten de "akoestisce centra" liefst op dezelfde afstand
staan. Bij
een basluidspreker zit dat centrum dieper dan bij een
tweeter. Een
mogelijkheid
om het dan goed te krijgen is het achterover laten hellen
van het front
van de
kast.
Het wisselfilter
zoals dat
meestal toegepast wordt in de
luisprekerkast is een bron van fasefouten. Vooral bij de
frequenties
waar de ene
luidspreker het overneemt van een andere gaat het vaak mis.
Soms wordt
de
middentoner
wel tegenfasig aangesloten om het bij de overgangen beter te
krijgen.
Dat is de
ene ellende verruilen voor een andere.
Ik zal overigens de laatste zijn die zegt dat het maken van
een goed
wisselfilter eenvoudig is.
Zie het artikel over
wisselfilters en
hoe die de demping kunnen verzieken.
Zie ook: groeplooptijd,
group-delay, en all-pass filter.
Sommige versterkerfabrikanten gebruiken de titel "Phase
Linear" of
zoiets. Trek je er niets van aan, ALLE fatsoenlijke
versterkers zijn fase-lineair. Je moet als ontwerper hele
gekke dingen
doen om de fase-lineariteit van een versterker te verpesten.
Fase-rein
Zie Fase-lineair, Zie Wisselfilters.
Fase
vergrendelde kring (eng: Phase Locked Loop, PLL)
Elektronisch oscillator circuit dat gelijk gaat lopen met de
frequentie
en fase van een
ingangssignaal.
Belangrijkste toepassingen in audio techniek: Het
regenereren van een
kloksignaal uit een datastroom. (bijv. bij digitale radio
overdracht)
Ook voor het precies afstemmen van Radio / TV ontvangers
wordt steeds
meer
gebruik gemaakt van een PLL.
Kenmerkend voor een PLL zijn het vang-bereik, het
houd-bereik en de
snelheid
waarmee een verandering gevolgd kan worden.
Het vang-bereik is het frequentie gebied waarmee de
oscillator zich kan
synchroniseren als het ingangssignaal ingeschakeld wordt.
Het
houd-bereik is het
frequentie gebied waarover de oscillator "meegesleept" kan
worden door
het ingangssignaal.
Bij een eenvoudige PLL is het vang-bereik altijd (veel)
kleiner dan het
houd-bereik. De snelheid waarmee een verandering gevolgd kan
worden
bepaalt in
eerste instantie het vang-bereik. Snel volgen = groot
vangbereik, traag
volgen =
klein vangbereik.
Als je de volg-snelheid erg laag wilt maken dan wordt het
vangbereik
vaak te
klein. Er wordt dan een techniek toegepast waarbij het
vangbereik groot
is
zolang er nog niet met het ingangssignaal vergrendeld is, en
sterk
verkleind
wordt na invangen. Met een dergelijke aanpak is het mogelijk
om een
jitter-arm
kloksignaal te regenereren uit een sterk jitterend
digitaal signaal. Zie het hoofdstuk
over Jitter.
Ferriet
Onder ferrieten verstaan we keramische (dus bij hoge
temperatuur
gebakken)
mengsels van ijzer en veel andere materialen. Soms zit er
zelfs geen
ijzer in.
Deze materialen worden gebruikt om hun magnetische
eigenschappen.
In de audio techniek worden ferrieten soms gebruikt in
hoogfrequent
filters en
sporadisch in wisselfilters in luidsprekerkasten.
Alle permanente magneten in bijv. luidsprekers zijn
tegenwoordig van
een ferriet
materiaal vervaardigd.
Fet
Field effect transistor
Halfgeleider element waarbij de geleiding in de
hoofdstroomweg
(source-drain)
bepaald wordt door de elektrische spanning op een
stuurelektrode, de
gate. (Deze
benaming heeft niets te maken met Microsoft's voormalige
topman Bill
Gates)
De werking lijkt in sommige opzichten op die van een
elektronenbuis. De
Fet kan
gezien worden als de opvolger van de Bi-polaire
transistor. Alhoewel deze laatste nog lang niet afgedaan
heeft wordt
'ie op
steeds meer plaatsen verdrongen door veld-effect
transistoren.
Alle digitale apparaten werken tegenwoordig met Fet's, omdat
fet's erg
klein
gebouwd kunnen worden en erg weinig energie gebruiken. De
computer
waarop je nu
dit bericht ziet bevat zeer waarschijnlijk vele miljarden
van zulke
fet's.
Ook in analoge apparaten worden ze steeds vaker toegepast.
Voor de geluidskwaliteit van bijv. een versterker maakt het
niet uit of
er Fet's
in zitten dan wel bi-polaire transistoren. Het onderscheid
is wel van
groot
belang voor de ontwerper, omdat een aantal technische
mogelijkheden en
beperkingen anders zijn.
Fi, cosinus-fi
De griekse letter Phi, wordt gebruikt voor de hoek van
Faseverschuiving.
De faseverschuiving wordt veelal gemeten in graden, maar ook
nog al
eens
uitgedrukt in radialen, of in de cosinus van de
verschuivings hoek.
Fiber,
Glasfiber, Plastic fiber
Een kabel waarin digitale signalen overgedragen worden door
lichtflitsjes.
Plastic fibers hebben nogal wat lichtverlies en flink wat
dispersie,
zodat ze bij lengtes van meer dan enkele 10-tallen meters
niet goed
bruikbaar
zijn.
Glasfibers hebben een veel geringer lichtverlies en sommige
kunnen
signalen over
tientallen kilometers overbrengen met snelheden van gigabits
per
seconde, maar
ze zijn wel veel duurder.
Voor audio toepassingen is de Toslink (ODT) de meest
bekende, maar er
schijnt
ook een 3.5 mm stekker in zwang te zijn.
FIFO
engels: First In First Out.
Een type digitale geheugen(chip), waarbij de informatie
uitgelezen
wordt in
dezelfde volgorde als waarin het er in gezet is. Er kan
echter een
tijdsverschil
zijn tussen het uitlezen en het beschrijven. Gemiddeld moet
er even
snel
geschreven worden als gelezen. Maar tijdelijk kunnen de
lees- en
schrijfsnelheden uiteen lopen.
Het FIFO wordt o.m. toegepast in een CD-speler. De
informatie die van
de plaat
komt wordt in dat tempo in het FIFO gezet. Het wordt eruit
gehaald in
een zeer
constant tempo bepaald door de klok van de CD-speler. De
vullingsgraad
van het
FIFO stuurt de snelheid van de plaat: Als het FIFO vol
dreigt te raken
gaat de
plaat langzamer, bij een leger FIFO gaat 'ie sneller. Zie
het hoofdstuk over de
CD-speler.
Filter
Een elektrisch circuit dat bepaalde frequenties doorlaat en
andere
tegenhoudt.
We kennen de varianten: Laagdoorlaat, Hoogdoorlaat,
Banddoorlaat en
Bandsper
-filters. In het engels: Low-pass, High-pass, Band-pass en
Band-stop
filter.
In een luidspreker kast zitten meestal filters die er voor
zorgen dat
de lage,
midden- en hoge tonen naar de juiste luidsprekers gaan.
Zie het hoofdstuk
over
wisselfilters
FIR - filter
Finite Impulse Response filter.
In de digitale filter techniek een filter met een eindige
impuls
responsie. In
de zuivere vorm berusten ze op een convolutie berekening. Er
is geen
terugkoppelterm.
Zulke filters kunnen een vlakke fase karakteristiek hebben.
De
tegenhanger, het
IIR-filter, (Infinite Impulse Response) kan dit slechts
benaderen.
Analoge filters (met condensatoren, zelfinducties en
weerstanden) zijn
altijd
van het IIR type.
Fire Wire
Een manier (aansluit mogelijkheid, kabel, stekker en
protocol) om
digitale rand
apparaten te laten communiceren met een Personal Computer.
Net zoiets
als USB, maar dan anders. Ook: IEEE 1394. Bij mijn
weten is
er (anno 2013) zo goed als geen consumer apparatuur op de
markt die
gebruik maakt van FireWire.
Fletcher-Munson
krommes,
curves of grafieken.
Deze grafieken geven de frequentie karakteristiek van het
-gezonde-
menselijk
gehoor aan.
Er blijkt o.m. uit dat het oor bij een wat lager volume veel
ongevoeliger wordt
voor lage tonen, en ook wat minder voor zeer hoge tonen.
Zie het hoofdstuk over
het gehoor.
Floating Point
Ned: Drijvende komma.
In de digitale techniek een methode om getallen met cijfers
achter de
komma te
noteren. Er bestaan diverse formaten.
FM
Frequentie modulatie.
De audio informatie wordt bij een FM-zender bewerkstelligd
door
variaties in de
frequentie van de draaggolf. Dit in tegenstelling tot AM,
amplitude
modulatie.
Het voordeel van FM (t.o.v. AM) is dat het minder gevoelig
is voor
storing door
andere zenders. Het nadeel is dat FM meer bandbreedte
vereist, en
daarom zitten
FM-zenders op veel hogere frequenties dan AM-zenders.
FM radio zit in het gebied 80 .. 105 MHz. Bij alle
TV-zenders wordt het
beeld in
AM uitgezonden en het geluid in FM. Bij digitale radio en TV
is dat
allemaal
heel anders. Voor optimale ontvangst van FM radio stations
in Nederland
moet je
-als je een eigen antenne hebt- die in het vertikale vlak
opstellen. De
FM-radio
zenders in Ned. zijn sinds ca. 1990 vertikaal gepolariseerd.
FM-band
Hiermee wordt het frequentie gebied van ca. 80 tot 100
MegaHertz
bedoeld.
Wereldwijd is dat gebied in gebruik voor publieke en
commerciele radio
omroepzenders, meestal met twee-kanalen stereo geluid.
Formant
In de muziek theorie worden boventonen nog wel eens
formanten genoemd.
In het
bijzonder in de orgelbouwkunst spreekt men vaak van
formanten, evenals
in de
wetenschap die de menselijke stem bestudeert.
Bijna altijd wordt er een frequentie gebied bedoeld waarin
resonantie
optreedt.
Fourier,
Fourier reeksen, Fourier transformatie, FFT
Franse wetenschapper. Baptiste Joseph Fourier. 1768-1830
De wiskunde van de fourier reeksen vertelt ons dat elke
golfvorm
opgebouwd kan
worden uit een reeks zuiver sinusvormige signalen.
De Fourier transformatie is een wiskundig gereedschap om een
golfvorm
te
ontleden in die zuivere frequenties.
De Fast-Fourier-Transform, FFT (uitgevonden in de1950-er
jaren) is een
effectief
computer algorithme (programma) om de golfvorm (tijd domein)
om te
rekenen in de
samenstellende frequenties (spectrum, of frequentie
spectrum,
frequentie
domein). (en omgekeerd) In het hoofdstuk over A/D
en D/A conversie komt ook het een en ander voor over
golfvormen en
frequenties.
Frequentie,
Frequentie
karakteristiek
Hoe vaak iets voor komt, aantal trillingen per seconde. Zie
ook Hertz.
Voor mensen hoorbaar geluid bestrijkt het gebied 20 Hertz to
20.000
Hertz.
Het frequentie bereik van elektronische en
elektromagnetische signalen
is vele
malen groter dan dat van geluids-frequenties. Zie het
overzicht.
In de audio techniek wordt
vaak de term "Frequentie
karakteristiek" gebruikt. Je ziet dan een grafiek met op de
horizontale
as
de frequentie (vaak met een logarithmische
schaalverdeling) en op de vertikale as de sterkte waarmee
een signaal
doorkomt, vaak in dB.
Soms staat er een tweede curve die de fase-draaiing
aangeeft.
Deze 2 curves samen geven de totale overdracht van 1 of
ander systeem.
De term "frequentie karakteristiek"is wat ongelukkig
gekozen, beter
zou zijn om over de "Amplitude karakteristiek" en de "Fase
karakteristiek" te spreken.
Fysiologische
sterkte/volume
regeling
Een methode van volume regeling waarbij er gecompenseerd
wordt voor het
feit dat
het menselijk gehoor bij lager volume minder gevoelig is
voor hoge (en
vooral)
lage frequenties. In het ideale geval wordt er gecompenseerd
volgens de
Fletcher
Munson curves.
Er zijn mij slechts twee implementaties bekend, die beide
hun doel
voorbijschoten.
De ene vind je vrij algemeen in ouderwetse (buizen) radio's.
D.m.v. een
aftakking op de volume potmeter wordt er voor gezorgd dat
boven een
bepaalde
stand van die knop alle hoge tonen verdwijnen (zo die er al
waren)
De tweede is de "Loudness" knop op veel versterkers uit de
70-er en
80-er jaren. Wat er had moeten gebeuren is: het totaal
volume verlagen,
en het
laag en het hoog wat ophalen, in overeenstemming met de
Fletcher-Munson
curves.
Wat deze knop steevast doet is alleen het laag en het hoog
ophalen,
zonder het
totaal volume te verlagen. Zodat alles lekker vet en
dreunend klinkt en
dat doet
het in de comercie wel goed.
Een goede implementatie van een F- regeling is dan ook niet
eenvoudig,
en de
ijking bijkans onmogelijk. Er moet per systeem en per
luisterruimte
vastgesteld
worden wat het z.g. nul-nivo is. (het nivo waarbij de
karakteristiek
recht is).
Het nul-nivo is bovendien afhankelijk van het genre muziek,
en ook van
allerlei
omstandigheden bij de opname.
Je doet er goed aan om zulke circuits buiten werking te
stellen.
Ik hou me aanbevolen voor informatie over meer geslaagde
vormen van een
fysiologische sterkte regeling.