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Hallo! Ich habe ein Sallen-Key Filter aufgebaut, welches eine DC-Verstärkung von 12dB (faktor 4) machen soll. Grenzfrequenz liegt bei 10kHz, die Güte bei 1,45 also kein Resonanzpeak. Jedoch schwingt diese Filter. Aber nicht auf der Cuttoffrequenz, also siehts nicht nach extremer Resoanzüberhöhung aus. Reduziere ich R24 auf unter 1k hört das Schwingen auf. Auch wenn man das Filter auf Unity-Gain umbaut, also eine direkte Rückkopplung R24=0, R25=offen funktioniert das Filter einwandfrei. Ich habe gelesen, das man mit den Rückkoppelwiderständen nur das DC-Gain einstellt. Da aber eine höhere Spannung über C9 Rückgekoppelt wird dürfte mehr passieren. Frage ist, darf man einen Sallen Key Tiefpass mit Verstärkung bauen? Funntioniert dies prinzipiel? Oder nur Verstärkung 1 und kleiner?
Datum:
Ab einer Verstaerkung von 3 hast du eine ungedaempfte Schwingung. Je naeher du an diese 3 fach Verstaerkung dran kommst umso ungedaempfter wird dein Filter. Auch haengt diese Grenze von den Verhaeltnissen der anderen Bauteile mit ab. Auch die Flitercharakteristik veraendert sich dabei von Bessel nach Butterworth nach Tschebyscheff. Beim Spezialfall R27 = R28 und C8 = C9 ergibt sich der Filtertype zu: v = 1.0 = Kritisch gekoppelt v = 1.268 = Bessel v = 1.586 = Butterworth v = 2.234 = Tschebyscheff v = 3.0 = Schwingen Wenn du noch eine DC Verstaerkung brauchst ist es guenstiger einen weiteren OP einzusetzen.
Datum:
Die Werte der R und C hängen von der gewünschten Verstärkung ab. Hast du das berücksichtigt?
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Ein solches Filter kann selbst ohne jegliche Resonantüberhöhng schwingen. Um Stabilität zu gewährleisten, müssen die Polstellen der Übertragungsfunktion in der linken Halbene liegen (und dass über Bauteil-Toleranzen). Du kannst im nach der Übertragungsfunktion eines Sallen-Key googlen und die Polstellen z.B. in Scilab darstellen. Dann siehst Du, was los ist...
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>Beim Spezialfall R27 = R28 und C8 = C9 ergibt sich der Filtertype zu: Den Spezialfall hab ich nicht. Die Bauteile sind nicht gleich, eben um weniger Güte zu erreichen um auch Verstärken zu können. >Die Werte der R und C hängen von der gewünschten Verstärkung ab. Hast du >das berücksichtigt? Wie das? Wenn die Kondensatoren offen sind, also weit im Durchlassbereich ist das Filter ja nur ein nichtinventierender Verstärker. >Um Stabilität zu gewährleisten, müssen die Polstellen der >Übertragungsfunktion in der linken Halbene liegen (und dass über >Bauteil-Toleranzen). Ja das ist mit bewusst. Ob da etwas in die linke Hälfte geschoben wird, werde ich prüfen. Abe scheinbar ist dies so, wenn die Verstärkung auch die charakteristik beeinflust, also Pollage ändert. Ist es prinzipiel überhaupt möglich ist, ein SK-Filter mit einem Gain von >3 zu bauen.
Datum:
>Ist es prinzipiel überhaupt möglich ist, ein SK-Filter mit einem Gain >von >3 zu bauen. Beim typische Sallen-Key-Tiefpaß hast du identische Widerstände und Caps in der Filtersektion und stellst mit der Gegenkopplung Dämpfungen zwischen >0 und 2 ein. Das bewirkt Verstärkungen zwischen 1 und <3. Also, nein, es nicht möglich eine Verstärkung von =3 oder gar >3 zu erzielen. In der Praxis kommst du in der Regel nicht einmal in die Nähe von =3, weil das schon eine idiotische Dämpfung bedeutet.
Datum:
Etwas allgemeiner: Der Sallen-Key-Tiefpass mit idealem Verstärker wird instabil bei der Verstärkung
Bei dieser Verstärkung schwingt er mit der Frequenz
Bei der angegebenen Dimensionierung muss die Verstärkung also kleiner als 41/18 = 2,2778 sein. Bei einem nichtidealen Verstärker gehen dessen Parameter zusätzlich in die Rechnung ein. Mark schrieb: > Ist es prinzipiel überhaupt möglich ist, ein SK-Filter mit einem Gain > von >3 zu bauen. Prinzipiell kann man, um eine hohe Verstärkung zu ermöglichen, R28 und C8 groß gegenüber R27 und C9 wählen, bekommt dann aber u.U. nicht mehr die gewünschte Filtercharakteristik hin. Deswegen doch lieber so: Helmut Lenzen schrieb: > Wenn du noch eine DC Verstaerkung brauchst ist es guenstiger einen > weiteren OP einzusetzen.
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Ich hab jetzt die Übertragungsfunktion im Matlab gerechnet. Ja der Pol wandert in die rechte Ebene. Mit R1=R2=1k8 C1=6n8 C2=12n (übliche Sallen-Key Bezeichnungen) bewirkt eine sehr hohe Dämpfung (sind schon zwei reelle Pole) wenn Verstärkung 0dB (1). Selbst bei einer Verstärkung von 4 bleiben die dann komplexen Pole dann links, somit müsste das stabil sein, allerdings mit Peak. Dem ist aber nicht so. Warum? Selbst wenn das Filter so nicht Sinnvoll ist, hätte ich gerne eine Erklärung fü die Instabilität...
Man kann auch für die Verstärkung 4 ein Sallen Key Butterworth Filter entwerfen. Rechnung im Anhang. Vorgehensweise: Grenzfrequenz und C1 und C2 vorgeben, dann R1 und R2 berechnen. Es ergeben sich oft 2 Lösungen. Empfehlenswert ist die Lösung bei denen R1 und R2 ähnliche Werte haben.
Datum:
Das ist aber etwas anderes als ein nichtinv OP-Amp der x4 macht. Versuch das mal, ich schaffe es nicht.
Datum:
Hmm, dass funktioniert auch mit einem OP-Amp in der Simulation mit diesen Filterparametern, muss ich mir näher ansehen...
Die E-Quelle in SPICE ist ein idealer Verstärker, hier mit Verstärkung x4.
Datum:
SO ein blöder Fehler, ich hab zwischen meinen Matlab Rechnungen C1 und C2 vertauscht, jetzt stimmts mit dem Matlab überein und schwingt nicht.
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Wie du schon erkannt hast wandern die konjugierten Pole nach rechts, wenn der Gain hochgeht. Die Formel zur dimmensionierung eines Unity-Gain SK Filters, also wo man f0 und die Güte vorgibt, gelten eben nur bei Gain von 1. Du musst die Gesammtübertragungsfunktion betrachten, also mit dem Gain. So kann man auch ein Filter mit Gain von 4 bauen. (Wie Helmut gezeigt hat). Das Filter muss also so ausgelegt werden, dass bei Verstärkung von 1 die Pole rein reeal sind und weit entfernt voneinander, also ein Filter mit sehr sehr geringer Güte. Durch den Gain geht die Güte wieder hoch. Sie dir die Übertragungsfuntion an, dann siehst du den Q-Term und wo du drehen musst Eine Möglichkeit für kritische Dämpfung mit fc=10kHz wäre: R1=1k R2=2k3 C1=6n8 C2=15n hab ich jetzt nicht in einer Simulation überprüft, also keine Gewähr;) MFG Fralla
Datum:
ich hatte noch nie Probleme mit SallenKey wenn R27 = R28 und C9 = C8. Andereseits habe ich noch nie das gain zu hoch getrieben sondern lieber die Verstärkerstufe dahinter gesetzt. Zudem musst du wohl beachten, dass der Eingangswiderstand deiner Schaltung so um die 1k liegt. Ich hoffe deine Vorstufe macht das mit. meinen sallens hatten gern so um die 39k für die Widerstände. Dummerweise erwähnst du aber garnicht, welchen OPV unter welchen Konditionen du verwendest. Auch deine Aussage "Ich habe gelesen, das man mit den Rückkoppelwiderständen nur das DC-Gain einstellt. " bringt mich zum grübeln. sag doch mal, um was es geht. Gruss Klaus p.s. wenn R27 = R28 und C9 = C8 und nur dann , ist es Sallen Key.
Datum:
Mark schrieb: > SO ein blöder Fehler, ich hab zwischen meinen Matlab Rechnungen C1 und > C2 vertauscht, jetzt stimmts mit dem Matlab überein und schwingt nicht. Ja, jetzt liegt die maximal mögliche Verstärkung bei 5,14, so dass du mit 4,01 noch deutlich darunter liegst. Klaus De lisson schrieb: > Auch deine Aussage "Ich habe gelesen, das man mit den > Rückkoppelwiderständen nur das DC-Gain einstellt. " bringt mich zum > grübeln. Diese Aussage ist natürlich nicht richtig, wie Mark inzwischen aber sicher eingesehen hat. Die Aussage muss heißen: "dass man mit den Rückkoppelwiderständen auch das DC-Gain einstellt." > p.s. > wenn R27 = R28 und C9 = C8 und nur dann , ist es Sallen Key. Nein, der Begriff "Sallen-Key" beschreibt die Topologie der Schaltung, nicht die Dimensionierung. Sehr häufig sieht man auch Sallen-Key-Filter mit der Verstärkung 1. Diese Variante hat den Vorteil, dass sie bei beliebiger Dimensionierung stabil ist, der Opamp bei seiner maximalen Bandbreite betrieben wird und zwei Widerstände eingespart werden.
Datum:
Angehängte Dateien:Hallo Yalu, ist die Formel auch gültig für die Anhang aufgeführte Filterstruktur ? Filter entstammt vermutlich FilterPro. Existieren auch für den Hochpass und den Bandpass entsprechende Formeln ? Danke
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Man sollte als Ergänzung noch die Biquad-Architektur erwähnen. Noch unempfindlicher gegenüber Bauelementetoleranzen. Benötigt aber einen weiteren OpAmp. Daher gerne ich ICs verwendet, wo Transen nichts kosten aber alles große Toleranzen hat.
Datum:
Hans-werner M. schrieb: > ist die Formel auch gültig für die Anhang aufgeführte Filterstruktur ? Ziemlich sicher nicht, denn der gepostete Tiefpass ist 3. Ordnung, und das zusätzliche RC-Glied ist vom Rest der Schaltung nicht entkoppelt. > Existieren auch für den Hochpass und den Bandpass entsprechende Formeln > ? Vermutlich schon, ich habe sie nur nicht im Kopf. Man kann sie aber dadurch herleiten, dass man die Übertragungsfunktion aufstellt, die Pole (also die Nullstellen des Nennerpolynoms) berechnet und schaut, für welche Dimensionierung der Realteil aller Pole negativ wird. Für Filter 2. Ordnung kann man das relativ leicht allgemein berechnen, bei Ordnung 3 wird es etwas kniffliger. Übrigens: Falls das im rechten Teil deiner angehängten Schaltung A=1+(1+R2/R3*C3/C2) die von mir oben gepostete Formel sein soll: Sie ist es nicht :) R2 und R3 sind vertauscht und die Klammern anders gesetzt.
Datum:
>Diese Aussage ist natürlich nicht richtig, wie Mark inzwischen aber >sicher eingesehen hat. Die Aussage muss heißen: "dass man mit den >Rückkoppelwiderständen auch das DC-Gain einstellt." Ja hab ich eingesehen. Wenn man C2 ausreichend groß macht, dass der Pol nicht nach rechts Wandert funktioniert das Sallen-Key auch mit Verstärkung von 4 und mehr. >Dummerweise erwähnst du aber garnicht, welchen OPV unter welchen >Konditionen du verwendest. Ich hab veschiedene Typen versucht, bei falscher Dimmensionierung war es mit allen instabil. Angfangs hatte ich die Werte für C1 und C2 vertauscht. Doch jetzt funktioniert das Filter, mit einem Gain von 4. >In der Praxis kommst du in der Regel nicht einmal in die Nähe >von =3, weil das schon eine idiotische Dämpfung bedeutet. Diese Aussage stimmt also definitiv nicht.. Danke für eure Hilfe!
Datum:
>>In der Praxis kommst du in der Regel nicht einmal in die Nähe >>von =3, weil das schon eine idiotische Dämpfung bedeutet. >Diese Aussage stimmt also definitiv nicht.. Damit war der typische Sallen-Key-Tiefpaß mit gleichen Komponenten gemeint, wie ich ja auch geschrieben habe. >Angfangs hatte ich die Werte für C1 und C2 vertauscht. Doch jetzt >funktioniert das Filter, mit einem Gain von 4. Bist du sicher, daß die Schaltung stabil arbeitet?
Datum:
>amit war der typische Sallen-Key-Tiefpaß mit gleichen Komponenten >gemeint, wie ich ja auch geschrieben habe. Achso. In vielen Dokumenten über Sallen-Key Filter werden die auch ohne gleiche Komponenten beschrieben. >Bist du sicher, daß die Schaltung stabil arbeitet? Ja. Das Filter hat einen Dämpfung von 0,8 (wenn C1 an der oberen und C2 an der unteren Toleranzgrenze liegt) was sich mit leichtem Überschwingen zeigt.
Hans-werner M. schrieb: > Existieren auch für den Hochpass und den Bandpass entsprechende Formeln > ? Ich hab die Stabilitätskriterien den Sallen-Key-Tief-, -Hoch- und -Band- pass mal ausgerechnet. Die Bezeichnung der Widerstände und Kondensatoren sind wie im angehängten Schaltplan, nur ohne die Kürzel t, h und b: Tiefpass:
Hochpass:
Bandpass:
In der Simulation sind die Verstärkungsfaktoren A (9, 10 und 13) so eingestellt, dass das jeweilige Stabilitätskriterium gerade nicht mehr erfüllt ist und eine ungedämpfte Schwingung entsteht.
>Ich hab die Stabilitätskriterien den Sallen-Key-Tief-, -Hoch- und -Band- >pass mal ausgerechnet. Wann die Mitkopplung anfängt zu schwingen, läßt sich auch schön simulieren, wie der Anhang zeigt. Siehe auch hier: Beitrag "Re: Fragen zur Stabilität von Operationsverstärkerschaltung"
Datum:
Als ind wir uns einig, dass Sallen Key Filter mit Verstärkung möglich sind. Ich aber zugegebener weise eher nach Try and Error Manier das Filter dimmensioniert (Mit Matlab die Pollage und damit Dämpfung kontrollliert). Ich würde aber gerne f und d und ein Bauteilwert C1 vorgeben und dann die restlichen Komponten berechnen. Ja ie Formel umdrehen.
Datum:
Mit der Formel kannst du durch Vorgabe von d und f (also eine Polvorgabe) die Widerstände R1 und R2 berechnen. Ist das Ergebniss komplex muss einer der Kondensatoren kleiner werden. Ich gebe oft C1 vor und sehe in einer Tabelle welche Widerstände sich bei diveren C2 ergeben würden. Je kleiner C2 umso unterschiedlicher die Widerstände (meistens).
Setzt man d=0 müsste man auf den Zusammenhang den Yalu gepostet hat kommen... MFG Fralla
Datum:
Bei der ersten Formel ist das Vorzeichen von -d² falsch, da gehört kein - hin. MFG
Datum:
Mark
> Ich würde aber gerne f und d und ein Bauteilwert C1 vorgeben und dann
die restlichen Komponten berechnen. Ja ie Formel umdrehen.
Hast du eigentlich mein Beispiel überhaupt angeschaut? Da stand doch
schon alles drin.
Datum:
>Hast du eigentlich mein Beispiel überhaupt angeschaut? Da stand doch >schon alles drin. Ja hab ich auch verwendet, da ist mir aufgefallen das meine Variante wegen dem vertauschgen von C1 und C2 zu schwigen begann. Allerdings habe ich nicht gesehen wo einen Formel stand bzw die DExplizit zum vorgeben war, im LTSpice File waren fixe Bauteilwerte und keine Formel. @Fralla: Mit komplexem Ergebnis meinst du wenn die Wurzel negativ wird, also C2 größer machen?
Datum:
>Allerdings habe ich nicht gesehen wo einen Formel stand bzw die DExplizit >zum vorgeben war, im LTSpice File waren fixe Bauteilwerte und keine >Formel. Ich meinte die Dämpfung Explizit zum vorgeben. Allerdings hab ich jetzt doch eine Formel gefunden, mal sehen.
Autor:
Jörg Wunsch
(dl8dtl)
(Moderator)
Datum:
Mal'n Vorschlag, nachdem es hier ja von Formeln so wimmelt: würde das vielleicht mal einer von euch "compilieren" und einen Artikel hier im Wiki draus machen? All die Mühe, die da nun schon eingeflossen ist, sollte doch der Nachwelt irgendwie erhalten bleiben. Eventuell sollte man dafür den Abschnitt "DSP (Digitale Signalverar- beitung)" auf der Hauptseite dann in "Signalverarbeitung (DSP, analoge Verfahren)" umbenennen und das dort mit verlinken.
Ich habe nochwas ausgegraben aus einem DB des TDA2040. Kann man das auch auf Tiefpaß umstricken? Einfaches Austauschen aller R durch die C hat erstmal nicht geklappt. Wo findet man für diese Schaltung die Theorie? Mich irritiert vor allem die nicht entkoppelte Vorstufe aus R1 und C1, sowie der Abgriff am Ausgangsspannungsteiler zurück ins Filter. Bessel wäre ja für Datenübertragung ideal.
Datum:
Das Filter wurde halt als Verstärkung mal 1 Filter dimensioniert. Da die 100Ohm sehr viel kleiner als R2 sind, passt das schon.
Datum:
Hmm Interessant. >Mich irritiert vor allem die nicht entkoppelte Vorstufe aus R1 und C1, Ich verwende auch SallenKey-TP Filter mit einer nicht entkoppelten RC-Vorfilter. Die Nichtentkopplung kann man ja in der Gesammtübertragungsfunktion berücksichtigen, bzw die Impdanz der ersten RC-Stufe im vergleich zum folgenden Filter klein wählen um die Rückwirkung zu minimieren. Aber da ist hier nicht der Fall. >sowie der Abgriff am Ausgangsspannungsteiler zurück ins Filter. Das ist wirklich eingenartig..
Datum:
Weil an den 100Ohm genau Verstärkung 1 ist (-Eingang = +Eingang). Das ist so als ob du den Ausgang eines x1 Verstärker genommen hättest. Genau wie es in 99% aller aktiven Filter-Berechnungsprogramme angenommen wird. Das ist wirklich mal ein interessanter Ansatz. Es ist zwar nur 98% perfekt, aber bei Audioschaltungen reicht das alle mal.
Datum:
Hm bei der Schaltung hab ich mal eine andere Frage, wenn man bei einem Sallen Key Tiefpass Filter am + Eingang des OP-Amps abgreift, dann sieht man am Ausgang keine Eingangs-Offsetspannung? (Wohl aber en Offset durch Biasströme, und der Ausgang ist dann nicht hochohmig, ja ). Aber der Eingans Offset des OP-Amps dürft am Asgang nicht zu sehen, da es keinerlei DC-Feedback gibt. Seh ich das richig?
Datum:
Die Frage zuvor bezieht sich auf einen gewöhnlichen SK-Tiefpass, also nicht den HP.
Fralla fragt was zu Analogtechnik. Das ich das noch erleben durfte. Öh, ich glaube die Antwort ist, daß am Ausgang der Offset als Verringerung des Aussteuerbereichs (Offset*gain) schon noch auftritt! Helmut, deswegen fragte ich ja WIESO dann nicht gleich auf GND?? Gesagt getan: In der Sim ist der Knick an der Eckfrequenz eckiger, wenn es zum Ausgangsspannungsteiler geht. Schön wäre es ja mal, wenn Mike endlich aufwacht und per freier png-lib direktes Schreiben von Bildern reinbauen würde.
Datum:
Fralla schrieb: > wenn man bei einem Sallen Key Tiefpass Filter am + Eingang des OP-Amps > abgreift, dann sieht man am Ausgang keine Eingangs-Offsetspannung? Wenn du mit "Ausgang" den nichtinvertierenden Eingang meinst, ja. > (Wohl aber en Offset durch Biasströme, und der Ausgang ist dann nicht > hochohmig, ja ). Ja, den Bias-Strom kann man nicht ohne weiteres kompensieren, da die übliche Methode mit den gleichen effektiven Widerständen vor den Opamp- Eingängen in diesem Fall versagt. > Aber der Eingans Offset des OP-Amps dürft am Asgang > nicht zu sehen, da es keinerlei DC-Feedback gibt. Seh ich das richig? Zumindest sehe ich es genauso. Aber kann es sein, dass deine Tastatur gerade aus dem Leim geht? :)
Datum:
Abdul K. schrieb: > Helmut, deswegen fragte ich ja WIESO dann nicht gleich auf GND?? > Gesagt getan: In der Sim ist der Knick an der Eckfrequenz eckiger, wenn > es zum Ausgangsspannungsteiler geht. Kein Wunder: Wenn du R2 auf GND legst, hast du das Wesentliche des SK-Filters, nämlich die Einfachmitkopplung, beseitigt. Übrig bleiben drei hintereinandergeschaltete, nicht entkoppelte RC-Glieder.
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Ja, aber damit habe ich dann Helmut erstmal widerlegt. Ich bin am Gogeln... Scheint mindestens aus der Zeit von SGS zu sein.
Datum:
Abdul K. schrieb: > Ja, aber damit habe ich dann Helmut erstmal widerlegt. Wieso das? Was hat Helmut Falsches geschrieben?
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Ich interpretierte es so, daß du zu R2 dir R5 in Reihe denkst. Das funktioniert aber nicht, wie man in der Sim leicht probieren kann. R2 berechnet sich irgendwie u.a. aus der Verstärkung.
Datum:
An dem Punkt an dem R2 hängt herrscht Verstärkung 1. Genau das habe ich auch zuvor geschrieben. Wer das jetzt nicht glaubt der hat den Opamp nicht richrig verstanden.
>Kann man das auch auf Tiefpaß umstricken? In diesem Datenblatt wird es geamcht: http://www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES...
Datum:
Angehängte Dateien:
Und ist sogar stabil...
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
In Sinne eines Beweises, würde ich auch nie behaupten ich hätte OpAmps verstanden. Zwischen + und - Eingänge herrscht virtuell 0V, außerdem fließt in diese Eingänge kein Strom. Das ist das wovon ich immer ausging. Außerdem das zwischen Stufen aus OpAmps immer ein Wechsel zwischen Strom- und Spannungsquellen stattfindet. Damit lassen sich dann alle mathematischen Operatoren erklären. Helmut, wenn du so schlau bist: Welche Impedanz sieht R2 am unteren seinen Pin?
Ich habe meine Gogelei abgschlossen. Außer genau zwei ähnlichen Diskussionsfäden (die auch keine saubere Erklärung bringen) ist als weitere Resource nur ein weiteres Bild im DB TDA2040 geblieben. Patentrecherche habe ich erstmal keine gemacht. Dort sieht man zwei weitere Versionen ohne Verstärkung. Weitere Erklärungen sind keine drin. Eigentlich würde ich es nicht einmal als gleich bezeichnen. Keine Höcker im Frequenzgang sind halt schick. Da werde ich noch etwas forschen müssen. Eventuell muß man die Begriffswelt etwas weiter fassen.
Diese Filter haben auch einen Nachteil, wie der Anhang zeigt: Der Frequenzgang geht gegen eine endliche Dämpfung, weil der 22k und 2k2 Widerstand wie ein Spannungsteiler wirken. Für eine Lautsprecherweiche vielleicht ein akzeptabler Kompromiß, für allgemeinere Anwendungen aber eher nicht so prickelnd.
Und beim Hochpaß gibt es einen Knick, unterhalb dessen die Dämpfung in die eines einpoligen Hochpaß übergeht.
Auweija, der Bandpaß geht ja garnicht!
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Das von mir gepostete LTspice Projekt geht bis -80dB. Wo ist das Problem?
Datum:
>Das von mir gepostete LTspice Projekt geht bis -80dB. Wo ist das >Problem? Sieh dir meine anderen Simuls an, dann siehst du, wo bei diesem Filtertyp das Problem ist...
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Ich hatte die schon gesehen und wenns von dir kommt, lese ich es auch genau. Aber wie kommst du zu den Werten der Bauelemente? Vielleicht geht diese Filterstruktur nur als Hochpaß gut? Jedenfalls habe ich nun einfach mal drüber geschlafen und gerade R4 variiert (= Verstärkung). Helmut hat hier Recht, die Verstärkung kann man unabhängig wählen, die Kurvenform bleibt gleich. Vielleicht nicht theoretisch, aber eben in praktischem Sinne. Seine 98%. Der Kern ist also ein Bessel Sallen Key Filter. Stellt sich nur noch die Frage, wie man das Vorfilter passend dimensioniert, damit das Teil von der 2. Ordnung in die dritte übergeht. Das erschleißt sich mir aus deinen Sims auch nicht.
Datum:
>Der Kern ist also ein Bessel Sallen Key Filter. Stellt sich nur noch die >Frage, wie man das Vorfilter passend dimensioniert, damit das Teil von >der 2. Ordnung in die dritte übergeht. Das erschleißt sich mir aus >deinen Sims auch nicht. Das hat aber eher nichts mit der 100R Geschichte zu tun, weil die Frequenzgänge bei nicht zu großen Dämpfungen ja praktisch identisch mit denen echter Sallen-Key-Filter sind. Dieses Problem löst du also genauso wie bei echten Sallen-Key-Filtern, also beispielsweise durch das Nachschlagen in Tabellen oder dem Umskalieren eines bekannten Filters.
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Wird wohl so sein. Bin noch am suchen. Hatte da mal ne AppNote. Irgendwas mit Dämpfungskriterium. Allerdings, wo ist dann die geniale Idee von SGS? Sie betonen es so.
Datum:
>Allerdings, wo ist dann die geniale Idee von SGS? Sie betonen es so.
Daß sie die aktiven Filter direkt mit den Endstufenchips aufbauen, mit
diesem recht eigenwilligen 100R Gedöns, und sie deshalb auf zusätzliche
OPamps für die Weiche verzichten können.
Im Nachhinein handelt es sich für mich bei den Filtern aber eher um
Kuriositäten, als um universell einsetzbare Aktiv-Filter...
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
So wird es sein. Ein Leistungsverstärker mit TP ist schon gängig. Stell dir vor du hast ein SCF davor und brauchst das Aliasingfilter. Kann man im Hinterkopf bewahren für den Fall, der bestimmt irgendwann eintritt. Ich spreche aus Erfahrung. Ist manchmal überaus erstaunlich wo man etwas wieder neu verwenden kann.
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Das hier wäre dann noch das passende Tool: http://sim.okawa-denshi.jp/en/Sallen3tool.php Leider bekomme ich die Werte nicht gleich raus. Vielleicht gibts unterschiedliche Definitionen von Bessel? Ich habe als Damping Ratio 0.577 angegeben. Oder sie geben dem Vorfilter eine andere Eckfrequenz.
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Ich habe mit http://sim.okawa-denshi.jp/en/Sallen3tool.php noch etwas rumgespielt. Für R2 habe ich dann entsprechend unseren Erkenntnissen 5,7K angenommen, also die 100 Ohm addiert. Die meinen dort, die Filterwerte aus dem SGS-Datenblatt würden ein instabiles Filter ergeben. Unabhängig von der Verstärkung. Und Bessel paßt auch nicht zur berechneten Dämpfung. Die Eckfrequenz stimmt laut LTspice so halbwegs. Vielleicht hat SGS irgedwelche Interna des TDA2040 mit einbezogen. Einige Annahmen meinerseits ins Modell eingebracht, haben aber nichts grundsätzlich bis 10KHz geändert. Das so als Update.
Datum:
Angehängte Dateien:
>Die meinen dort, die Filterwerte aus dem SGS-Datenblatt würden ein >instabiles Filter ergeben. Das sehe ich überhaupt nicht so. Wie im Anhang gezeigt, ergibt sich im Vergleich mit einem bekanntem Besselfilter 3.Ordnung aus diesem Buch ISBN 3-88322-007-8 eine beinahe völlige Übereinstimmung im Frequenzgang. Lediglich bei sehr niedrigen Frequenzen findet man wieder die bereits besprochene Abweichung. Auch die Stabilitäts- und Phasenganganalyse zeigt keinerlei Instabilität und auch überhaupt keine Unterschiede zwischen den Filtern. -> Das SGS-Filter ist ein stabiles Besselfilter 3.Ordnung. Lediglich bei sehr niedrigen Frequenzen weicht der Frequenzgang etwas vom idealen Verlauf ab.
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Danke für deine Bemühungen. Werde mal in den Lancaster reinschauen. Hab den glaube ich irgendwo liegen. Bezüglich deiner Kritik kann ich dich nur an diese japanische Seite verweisen. Schreibe ihnen doch mal. Ich kann deren Mathematik eh nicht nachvollziehen.
Autor:
Abdul K.
(ehydra)
Datum:
Angehängte Dateien:-
Sallen-Key_3p_with_gain.pdf | anzeigen
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Hier noch a bisserl Info. Ein Filter mit Verstärkung und nicht dem Trick mit den 100 Ohm.
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