Sonido de "parada" después de cierta frecuencia

Un amigo tiene una condición que puede causar convulsiones al escuchar frecuencias superiores a 1500Hz. Para ayudarla, hice un filtro pasivo de paso bajo de primer orden (RC) con una frecuencia de corte de ~1300 Hz, pero al probarlo noté que aún se escuchaban frecuencias de hasta 13 kHz.

Obviamente, lo que probé no es la solución, pero sin la capacitación adecuada en ingeniería eléctrica, estoy luchando con lo que debería buscar en línea con respecto a las palabras clave y los nombres de los circuitos.

TL; DR Estoy buscando un circuito que elimine completamente las frecuencias de alrededor de 1450 Hz con 0 margen de maniobra para cualquier cosa por encima de esa frecuencia. Preferiblemente como una solución de bricolaje, pero estoy abierto a todas las sugerencias.

Cualquier nombre de circuito o enlace que pueda señalarme en la dirección correcta es muy apreciado.

EDITAR: Además, ¿apilar estos filtros pasivos de paso bajo eventualmente lograría lo que busco?

Actualización (transistor gracias): el caso de uso general es con auriculares y escuchar música o salida de audio de un televisor, etc. Usa auriculares con cancelación de ruido cuando está en público sin música solo para amortiguar el ruido exterior y ayuda poco. Este es solo un proyecto paralelo para permitirle conectarse a cualquier dispositivo con auriculares y saber que no sufrirá daños.

Actualización 2: Gracias a todos por su ayuda, el consenso general que recibí es que es más difícil que un simple filtro pasivo. Encontré este sitio que le permite especificar los requisitos en un filtro y sugiere (con algunos ajustes) un "Chebyshev de décimo orden 0.20 dB (5 etapas)". Así que voy a ver cómo me va. Gracias de nuevo por el aporte, realmente lo aprecio.

@tubo. Estoy de acuerdo. El OP ha admitido no tener experiencia laboral en electrónica, y mucho menos saber que una resistencia de 1K ohm y un capacitor de .01uF son valores estándar que se reducen a aproximadamente 1.5KHZ. Con un solo IC es posible una caída de octava de 24dB. Pero esto parece personal. No diré más.
Si encuentra que no ayuda solo con el filtro, podría ayudar agregar un poco de ruido blanco o rosa después del filtrado, para enmascarar las notas que quedan. Sin embargo, si quieres eso, tendrá que ser una nueva pregunta ...
Culpa mía. R debe ser 12K ohm y C = .01uF. para un roll-off de alrededor de 1.4KHZ. Sin potenciómetros de ajuste, es difícil establecer un valor de corte exacto.
@Adam: " ... al escuchar frecuencias superiores a 1500 Hz". ¿En general? ¿En altavoces? ¿En auriculares? ¿Solo música? ¿Discurso? ¿Cómo se utilizará su filtro de paso bajo? Solo me preguntaba: ¿ayudan los tapones de protección auditiva regulares o las orejeras? Introduzca la información en su pregunta original.
Parece que necesita un filtro de pared de ladrillos, deja que todo entre hasta 1.4kHz y luego la pared de ladrillos directamente a cero. El problema es que eso es realmente difícil de hacer físicamente, la mayoría de las soluciones se realizan en software donde no hay tanto límite de complejidad de filtro. Lo siento por tu amigo, no hay mucho que valga la pena escuchar por debajo de 1,4 kHz en comparación con las frecuencias más altas. Pero un buen par de orejeras podría ser suficiente.
@ Sparky256 como se mencionó al principio, hice un LPF de primer orden, con una resistencia de 13 ohmios y un límite de 10uF, pero no fue suficiente.
@Tom gracias por la respuesta, ¿conoce (o puede vincular) algún paquete de software que haga esto? Tengo acceso a varios microcontroladores y no estoy por encima de implementar algo como esto en el software si es necesario.
Hm. Con esos valores, parece que está tratando de hacer esto en línea con un altavoz o un auricular. Eso no funcionará bien con filtros más empinados.
@adam omitir microcontrolador o dsp. Una pc pequeña sería mejor. Cualquier número de PC Linux pequeñas y baratas del tamaño de una tarjeta de presentación funcionaría.
@Passerby gracias por la respuesta, lo siento, sí, quise mencionar pequeñas PC con Linux como un RPI u Odroid en la mezcla. Arduinos hace algunas cosas impresionantes con la biblioteca Mozzi, pero estoy bastante seguro de que no tendrán suficiente gruñido para algo como esto. Tengo un viejo RPI por ahí que podría encenderlo.
Si puede hacer funcionar una computadora Linux completa, probablemente algún tipo de programa de ecualizador de audio sea suficiente, de esa manera todos los ajustes gráficos, sin programación. Más grande que una solución integrada (como con un dsp de algo) pero mucho más fácil de configurar.

Respuestas (1)

Necesitará un LPF (filtro de paso bajo) de orden superior para lograr un corte más nítido. Este artículo describe el uso de dos LPF de segundo orden en serie para lograr un filtro de cuarto orden.

Ref: http://www.circuitstoday.com/higher-order-filters

ingrese la descripción de la imagen aquí

Esta respuesta sería mejor si transfieres las ecuaciones importantes del artículo. Tal como está, solo da las pistas. Realmente no puedes confiar en que el artículo todavía está allí en el mismo URI mañana.
Las fórmulas para calcular los filtros existen desde hace más tiempo que Internet. La metodología de diseño está muy bien descrita en docenas de lugares en Internet. Utilicé este artículo como solo un ejemplo de etapas de filtro de orden superior en cascada para lograr un corte más nítido.
Esto es en lo que estaba pensando, excepto en usar un amplificador operacional cuádruple como un TL074. De cualquier manera, el OP tiene algo que aprender.
Si R = 12K y C = .01uF, eso debería dar una frecuencia de corte de 1.2KHZ, ¿o dividió el medio para crear un efecto de pico?
@ Sparky256 Una confusión como esta es exactamente la razón por la que quería las ecuaciones en la respuesta.
@RichardCrowley muchas gracias por la respuesta. Como se discutió con un poco de nibbled fuera de SE, ahora se está volviendo cada vez más evidente que un filtro activo de alto orden logrará los resultados. Dado que esta es la única respuesta y me indica la dirección correcta, la marcaré como aceptada. Actualización sobre la pregunta a seguir. Gracias a todos
Sonido de "parada" después de cierta frecuencia
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