www.mikrocontroller.net

Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Subsonic-Filter


Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Hab vor kurzem dei anhängede Schaltung im Internet gefunden. Es ist ein 
Subsonic-Filter (Hochpass). Er soll 5ter Ordung sein, ab 18 Hz Filter 
und ein Dämpfung von 0,1 dB haben. Sind diese Angaben korrekt?
Ich müsse nur wissen welche Ein- bzw. Ausgangsimpedza die Schaltung hat. 
Ich würde die Schaltung nach meinem Phono-Verstärker einsetzen um Rumpel 
des Plattenspielers zu unterdrücken.
ist die Schaltung Hi-Fi tauglich? Laut angaben soll die bis 3 MHz 
funktionieren.
Ist beim Aufbau etwas zu beachten?

Wäre es möglich ein ähnlich Schaltung jedoch als Rauschfilter (Tiefpass) 
zu bauen? Dies müsse jedoch eine veränderbare Grenzferquenz haben.

Würde mich über Antworten sehr freun.

Gruß

Matthias B.

Autor: HildeK (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Sind diese Angaben korrekt?
Ja. Bei 20 Hz sind in meiner Simulation 0.25dB Überhöhung da. Ab 300Hz 
ist er eben (<10mdB).
Allerdings kannst du dir jetzt schon Gedanken machen, wo du die 470nF-Cs 
mit 1% Toleranz beschaffst ... Aber auch mit 10%-Cs dürftest du noch bei 
<1dB bleiben. Diese Abweichung ergeben sich nur in der Nähe der 
Grenzfrequenz (ca. <100Hz).

Die Eingangsipmedanz ist frequenzabhängig und wird aber für die höheren 
Frequenzen bei dem Wert von R2 liegen. Im Übergangsbereich sind es dann 
vielleicht noch einige 10k.

Die Ausgangsimpedanz ist nahe Null, zumindest im Audiobereich. Näheres 
sollte das Datenblatt des TL082 liefern.

>ist die Schaltung Hi-Fi tauglich? Laut angaben soll die bis 3 MHz
>funktionieren.
High-End-Fanatiker würden ev. einen anderen OPA wählen, aber ich würde 
sagen: ja! 3MHz braucht eh niemand im Audiobereich.

>Wäre es möglich ein ähnlich Schaltung jedoch als Rauschfilter (Tiefpass)
>zu bauen? Dies müsse jedoch eine veränderbare Grenzferquenz haben.
Ja natürlich gibt es auch Tiefpässe mit OPAs.
Wie willst du die Grenzfrequenz verändern? Manuell mit Potis, 
automatisch in Abhängigkeit des Pegels?
In beiden Fällen wird es dann schon aufwändig. Solche Schaltungsteile 
sind oder waren meines Wissens in z.B. Dolby-Decodern drin.

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Danke für die schnelle Antwort.
Es ist also ohne weiters möglich disen Filter in ein normalen 
Hifi-Anlage (zwischen Phono-Vorverärker und Endstufe) zu schalten?

Bei dme Tiefpass habe ich folgende Anforderungen.

1. Möglichst auch 5ter Ordung.

2. Mit Poti regelbare Grenzfrequenz zwischen 3 und 9 kHz.

3. Hi - Fi tauglich (geringes Rauschen, geringe Dämpfung, hoher 
Frequenzgang)

4. Sie muss hinter den oben genannten Hochpass schaltbar sein.

Würde mich über Antworten sehr freun.

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Mathhias

>Er soll 5ter Ordung sein, ab 18 Hz Filter und ein Dämpfung von 0,1 dB >haben.

Das sind diese typischen "Lösungen", die auf dem Papier wunderbar 
aussehen, aber praktisch vollkommen sinnlos sind. Bei 18Hz bietet dir 
dein Abhörraum Resonanzen von +-10dB und darüber. Sich auf 0,1dB bei 
18Hz zu versteifen (ja, ja, ich weiß schon, es soll "unhörbar" sein) ist 
wirklich grotesk.

Ein simpler RC-Tiefpaß mit ausreichend hoch gewählter Grenzfrequenz 
(30...50Hz) ist in der Regel völlig ausreichend und klingt sowieso 
besser.

>1. Möglichst auch 5ter Ordung.
>
>2. Mit Poti regelbare Grenzfrequenz zwischen 3 und 9 kHz.
>
>3. Hi - Fi tauglich (geringes Rauschen, geringe Dämpfung, hoher
>Frequenzgang)

Naja, Forderungen 2 und 3 widersprechen sich ja. Wenn du nicht gerade 
Rockmusiker mit 20 Jahren Bühnenerfahrung bist, wird sich ein 5-poliges 
Tiefpaßfilter mit 3kHz Grenzfrequenz einfach nur furchtbar anhören. Aber 
dann brauchst du es ja sowieso nicht....

Kai Klaas

Autor: Michael (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

schau mal bei Maxim unter dem Begriff "Switched Capacitor Filter". Das 
ist, was Du für solche Anwendungen brauchst.

Gruß,
  Michael

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Ich möchte einfach ein Hochpass und einen Tiefpass zwischen meinen 
Phonovorverärker (Ausgangsimpedanz 300 Ohm) und meine Stereo-Anlage 
(Eingangsimpedanz 10 kOhm) schalten.

Der Hochpass verhindert Rumpelstörung vom Plattenspieler und 
Plattenschlag. Dise sollte ein Grenzfrequenz von 20 oder 18 Hz haben.
Ist der oben genannte Hochpass für einen solchen Einsatz geeignet?

Der Tiefpass kommt beim Abspielen von alten Schellackplatten zum 
Einsatz. Dies haben einen stark begrenzten Frequenzgang. In höhern 
Frequenzenbänder befindet sich nur Rauschen. Hohe Frequenzen können 
daher entfernt werden. Das Problem ist nur das die Frequnzgänge je nach 
Alter verschieden sind. Es müsste möglich sein die Grenzfrequenz zu 
verändern. Ein Stellbereich von 3 bis 9 kHz ist angemessen. Es kann auch 
in Schaltstufen geteilt sein (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 kHz). Wie müsste so 
eine Schaltung aussehn?

Alle Filter sollten min. 3 Ordung sein, um eine gute Filterwirkung zu 
erzielen.
Frequnezen oberhalb bzw. unterhalb der Grenzfrequenzen sollten 
möglichtst nicht stark beinfluss werden.
Die Dämpfung und das Rauschen sollen so gering wie möglich sein.
Der Frequnzgang möglichst hoch.

Ich hoffe ich verlange nich zu viel von euch. Würde mich über Hilfe sehr 
sehr freun.

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Matthias,

>Ich hoffe ich verlange nich zu viel von euch. Würde mich über Hilfe sehr
>sehr freun.

Etwas Geduld, ich rechne dir was durch...

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, jetzt. Probier das doch mal so wie im Anhang.

Die Filter sind vom Typ her Linkwitz-Riley-Filter 4. Ordnung, also zwei 
kaskadierte Butterworth-Filter 2.Ordnung. Die klingen unaufdringlich und 
haben dennoch genügend Steilheit.

Wenn du die 20k Cermet-Trimmer in einer Reihe hintereinander anordnest, 
kannst du durch alle 8 (4 für links und 4 für rechts) eine gemeinsame 
Achse schieben und alle auf einmal durchstimmen. Das habe ich mal bei 
"Klein Audio Systems" gesehen.

Die 20k-Trimmer könntest du eventuell, wenn du das kannst, auf gleiche 
Werte und vielleicht auf gleichen Gleichlauf (gleiche Werte bei 
verschiedenen Drehwinkeln) selektieren. Das erhöht den Gleichlauf 
zwischen den beiden Stereokanälen ganz enorm.

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sehe gerade, habe den zweiten Cap von links vergessen zu beschriften: 
Ebenfalls 470nF.

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
So, jetzt.

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Er einmal dankeschön für deine Bemühung.

Die Schaltung sieht schon sehr gut aus. Welcher ICs muss ich denn da 
nehmen?
Dei den Potis muss ich nochmal suchen welche ich da nehmen kann.
Wie kann ich denn die einzelnen Filter abschaltbar machen?

Wie hoch ist die Dämfung? Und wie sieht es mit der Eingansimpedanz aus?

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Mathhias,

>Welcher ICs muss ich denn da nehmen?

TL072, TL074 zum Beispiel.

>Dei den Potis muss ich nochmal suchen welche ich da nehmen kann.

Ich habe diese hier gemeint:

http://www.piher-nacesa.com/pdf/15-PTC15v03.pdf

>Wie kann ich denn die einzelnen Filter abschaltbar machen?

In dem du sie mit einem Schalter überbrückst. Mit dem Schalter wählst du 
entweder das gefilterte oder ungefilterte Signal aus.

>Wie hoch ist die Dämfung? Und wie sieht es mit der Eingansimpedanz aus?

Ich schrieb bereits, daß es sich bei den Filtern um den Typ 
Linkwitz-Riley 4.Ordnung handelt. Diese bestehen jeweils aus zwei 
kaskadierten Butterworth-Filtern 2. Ordnung. Diese Filter habe ich 
gewählt, weil sie durch den weichen anfänglichen Abfall unaufdringlich 
klingen, gleichzeitig aber genügend Steilheit haben und vor allem mit 
Bauteiletoleranzen besser fertig werden als ein Tschebyscheff-Filter 5. 
Ordnung.

Simulier das doch selbst mal mit TINA von Texas Instruments. Ist 
kostenlos.

Kai Klaas

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Habmal mit dem Programm Filter-Lab einen ähnlichen Hochpass berechnet. 
Leider gibt das Progamm keine Auskunft über den zu verwendenden IC. 
Wisst Ihr welchen ich benötige?

Ich wollte in der Schaltung Bipolare Kondensatoren verwenden. Die haben 
ein Tol. von 10%. Hat das große Auswirkungen?

Wie muss die Stromversorgung des ICs aussehen?

Würde mich über Antworten sehr freun.

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Matthias,

>Wie hoch ist die Dämfung? Und wie sieht es mit der Eingansimpedanz aus?

Die Dämpfung siehst du im Anhang. Die Eingangsimpedanz ist 
frequenzabhängig, aber immer größer als 20kOhm.

>Habmal mit dem Programm Filter-Lab einen ähnlichen Hochpass berechnet.

Die Widerstände sind viel zu klein, die Kondensatoren viel zu groß.

>Ich wollte in der Schaltung Bipolare Kondensatoren verwenden. Die haben
>ein Tol. von 10%. Hat das große Auswirkungen?

Ja, erhebliche!

Kai Klaas

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Warum gibt mir Filter-Lab denn zu goße Kondensatoren und zu kleine 
Widerstände an?

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Keine Ahnung, ich kenne dein Filter-Lab nicht.

Kai Klaas

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Filter-Lab schein ja nicht zu stimen.

Wäre es den möglich mehrere Filter aufzubauen und dann nur den 
einzuschalten, der gwünscht wird?

Ich bräuchet vier Hochpassfilter mit folgenden Grenzfrequenzen:

30 Hz (-3dB)
20 Hz (-3dB)
18 Hz (-3dB)
10 Hz (-3dB)

Alle sollten 4.Ordung sein (Linkwitz-Riley 4.Ordnung) und mit 
Standart-ICs funktionieren. Außerdem müsste ich die Eingangsimpedanee 
wissen.
Hat ein Linkwitz-Riley-Filte eingentlich überhaupt eine Dämpfung?

Bei den Tiefpässen ist mir das mit den Potis zu kompliziert ich werde 
mir noch was überlegen.

Würde mich über Antworten sehr freun.

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Matthias,

>Hat ein Linkwitz-Riley-Filte eingentlich überhaupt eine Dämpfung?

Sag mal, kann es sein, daß wir ganz kräftig aneinander vorbeireden?? Was 
meinst du denn mit Dämpfung? Ich habe dir doch den Dämpfungsverlauf 
extra ausgerechnet und als Bildchen angehängt.

Kai Klaas

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Sorry aber ich bin nciht nciht all zu erfahren. Aber jetz ist es mir 
klar.

Mit welcher Programm berechnest du dnen dein Filter?

Brauche ja noch vier Hochpässe (Linkwitz-Riley-Filter) mit den 
Grenzfrequenzen 30, 20, 18 und 10 Hz.

Kannst du mir da helfen?

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Mit welcher Programm berechnest du dnen dein Filter?

Mit TINA von Texas Instruments, wie ich schon geschrieben habe.

>Brauche ja noch vier Hochpässe (Linkwitz-Riley-Filter) mit den
>Grenzfrequenzen 30, 20, 18 und 10 Hz.

Um die Grenzfrequenz von 20Hz auf 30Hz zu erhöhen, mußt du alle 
Widerstände um den Faktor 30/20 = 1,5 verkleinern.

Kai Klaas

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.
Leider funktionert das Programm TINA nicht auf meinem PC.

Die Filterschaltung oben (Beitrag vom 6.12) habe ich mal berechet. Die 
ist aber schlecht, wegen den falsch bemessenen Wideständen und 
Kondensatoren. Wie müsste ich denn die Kondenstator- bzw. 
Widerstandswerte änder um die Grenzfrequnezen 30, 20, 18 und 10 Hz zu 
erreichen?

Gruß Matthias

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo

Ist keiner da der mir helfen kann? Wäre echt nett wenn mir jemand helfen 
würde.

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ist keiner da der mir helfen kann? Wäre echt nett wenn mir jemand helfen
>würde.

Was gefällt dir denn an meinem Entwurf nicht, außer, daß mein Filter 
keine Dämpfung hat, wie du ja schon schriebst?

Kai Klaas

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Ja ich brauche 4 einzelne Hochpassfilter nach deinem System. Einen mit 
einer Grenzfrequenz von 30 Hz, einen 20 Hz, einen 18 Hz und einen 10 Hz. 
Ich möchte gern mehrer Grenzfreunezen haben. Es wird dan nur die 
jeweilige Schaltung aktiv mit der gewünschten Grenzfrequenz.

Gruß

Matthias B.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Ja ich brauche 4 einzelne Hochpassfilter nach deinem System.

Dann bau doch die Schaltung von Kai 4 mal auf.
Willst du die Grenzfrequenz erhoehen must du die Kondensatoren im 
gleichen Verhaeltnis wie die Frequenz kleiner machen. Du kannst aber 
auch die Widerstaende kleiner machen.

>Hat ein Linkwitz-Riley-Filte eingentlich überhaupt eine Dämpfung?

Jedes Tief,Hochpass, Bandpass Filter hat eine Daempfung sonst wuerde es 
nicht funktionieren.

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Habe mal gerechnet und bin auf diese 4 Schaltungen gekommen. Sind die so 
ok oder ist daran etwas verbesserungswürdig?

Gruß

Matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Perfekt!

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Also d.h. die würde funktionieren. Die Eingangsimpedanz ist aber bei 
jeder Schaltung anders oder? Wie groß wäre denn die kleinste zu 
erwartende Eingangsimpedanz?

Als ICs müsste ich dann den TL072 oder TL074 verwenden? Wie muss da die 
Spannungsversorgung aussehen? Muss diese mit dem Audio verbunden sein?

Gruß

Matthias B.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>lso d.h. die würde funktionieren. Die Eingangsimpedanz ist aber bei
>jeder Schaltung anders oder? Wie groß wäre denn die kleinste zu
>erwartende Eingangsimpedanz?

Eher must du fragen welche Impedanz braucht der treibende Ausgang ?
Damit diese Filter funktionieren muss der treibende Ausgang möglichst 
niederohmig sein sonst stimmt der Frequenzgang nicht mit dem errechneten 
überein. Also sollte die Schaltung schon von einem Buffer OP getrieben 
werden.


>Als ICs müsste ich dann den TL072 oder TL074 verwenden? Wie muss da die
>Spannungsversorgung aussehen? Muss diese mit dem Audio verbunden sein?

Für diese Schaltungen brauchst du eine +- Versorgung. Gnd von deiner 
Audioschaltung muss mit Gnd vom Filter verbunden werden.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>Also d.h. die würde funktionieren.

Ja.

>Die Eingangsimpedanz ist aber bei jeder Schaltung anders oder?

Ja.

>Wie groß wäre denn die kleinste zu erwartende Eingangsimpedanz?

15,7kOhm.

>Als ICs müsste ich dann den TL072 oder TL074 verwenden?

Wenn du willst.

>Wie muss da die Spannungsversorgung aussehen?

Irgend etwas im Bereich +/-5V ... +/-15V ist sinnvoll.

>Muss diese mit dem Audio verbunden sein?

Was meinst du mit "Audio"?

Kai Klaas

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

Ich mein muss die Stomversorgung mit dem Audiokreis verbudnen werden? 
Masse zum Beispiel?

In der Schaltung aus dem ganz ersten Beitrag sind z.B. beide Pole mit 
der Signalmasse verbunden. Soll ich das so auch machen?

Gibt es noch andere bessere ICs? Die ein besseren Klang haben?

Grußß
matthias B.

Autor: Kai Klaas (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Matthias,

>In der Schaltung aus dem ganz ersten Beitrag sind z.B. beide Pole mit
>der Signalmasse verbunden. Soll ich das so auch machen?

Du meinst wahrscheinlich, ob die Masse der +15V-Versorgung und die Masse 
der -15V-Versorgung mit der Signalmasse verbunden werden müssen? Ja!

>Gibt es noch andere bessere ICs? Die ein besseren Klang haben?

Es gibt immer etwas Besseres. Ich denke aber, daß du den Unterschied 
nicht wirklich hören wirst, schon garnicht bei deinen alten 
Schellack-Platten. Der TL072/74 dürfte hier völlig ausreichend sein.

Kai Klaas

Autor: Matthias B. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo.

In der aller ersten Schaltung wird +15V und -15V über einen 100n 
Kondesnator mit der Siganlmasse verbudne. Soll ich dass bei den neuen 
Schaltung auch so machen?

Nund ja ich höre nicht nur Schellackplatten über die Filter sonder auch 
alle anderen LPs. Die Hochpassfilter werden auf jeden Fall auch bei LPs 
mitlaufen. eventuel auch dei Tiefpässe. Ich möchte gern möglicht 
hochwertige ICs verwenden. Also den bestmöglichen Klang.

Gruß

Matthias B.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
>In der aller ersten Schaltung wird +15V und -15V über einen 100n
>Kondesnator mit der Siganlmasse verbudne. Soll ich dass bei den neuen
>Schaltung auch so machen?

Ja damit das alles HF-maessig das selbe ist und am besten noch einen 
Elko fuer die NF dazu parallel (10..100uF)

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.