Passives Bandpassfilter bei 1 kHz mit Q = 1000

Hallo,

hast Du reale Spulen mit geschlossenen Ferrit-Topfkernen verwendet? Die 
würden bei 1 kHz doch bestimmt funktionieren.

MfG

Heinz schrieb:
> Nun dachte ich frag ich einfach mal, ob diese Anforderung mit Hilfe
> passiver Komponenten überhaupt irgendwie erreichbar ist

In der Simulation sind alle Bauteile ideal.

In der Realität schaffst du mit heute handelsüblichen Bauteile 
vielleicht eine Güte von 30, mit ausgesucht guten Bauetilen von 100, 
aber niemals von 1000, nicht mal mit honey comb Spulen und 
Glimmerkondensatoren.

Hallo,

Du hast eine Drossel verwendet. Eine wesentliche Eigenschaft einer 
Drossel sind ihre Verluste im Kernmaterial. Dabei erwärmt sie sich.

Könnte man Dein Filter wirklich nicht mit OPVs wie NE5532 oder OP27 
aufbauen? Rauschen sie so massiv? Dafür gibt es doch tolle Schaltungen. 
Man kann Bandpaßfilter aufbauen, die wie ein Gong ausklingen, nachdem 
man sie angeregt hat.

Schalenkern oder Topfkern ist in etwa das gleiche.

http://www.tme.eu/de/details/p11_7-3f3/ferritkerne/ferroxcube/

Spulen für Frequenzweichen in Lautsprechern wären vielleicht noch 
interessant.


Mit freundlichem Gruß

Du möchtest einen passiven Bandpass. Schwingkreis. f=1kHz, Q=1000 - also 
b=1Hz
D.h. mit einer Genauigkeit von 0,1% - ehr besser.

Mal angenommen, Du schaffst die Unmöglichkeit, einen Schwingkreis mit 
einer Güte von 1000 und einer Genauigkeit von 0,1% aufzubauen.

Wie schließt Du ihn an? Wie belastest Du ihn? (Vor allem, weil aktive 
Komponenten ja zu viel rauschen.)

Jede Art von Belastung macht Dir die Frequenz, zumindest aber die Güte 
kaputt.


Wozu brauchst Du das Ganze? Ich bin mir sicher, dass dies mal wieder die 
dümmste Lösung für ein einfacheres Problem ist.

Entweder willst Du 1kHz detektieren oder Du möchtest 1kHz erzeugen...?


Gruß

Jobst

Selbst wenn Du die Güte hinbekämst - wirst Du mit passiven Bauteilen 
kaum eine Frequenzstabilität von <0,1% unter realen Bedingungen 
hinbekommen.
Mit OPVs könnte ich mir das eher vorstellen,  vorausgesetzt Du bekommst 
hinreichend temperaturstabile Kondensatoren.

Mit einem Stimmgabelquarz könnte das klappen. Damit sollten auch noch 
deutlich höhere Güten von weit über 10.000 machbar sein.
Nur wird das wohl auf eine teure Sonderanfertigung hinauslaufen, denn 
ich kann mich nicht an serienmäßige Quarze mit einer derart niedrigen 
Frequnz erinnern.

LC-Filter kannst du jedenfalls vergessen, denn zu einer so hohen Güte 
gehört auch eine entsprechende Frequenzstabilität.


P.S.:
Günter Lenz schrieb:
> Q = 1000 wirst du mit
> Spulen nicht schaffen, ist ja schon geschrieben worden.

Bei Frequenzen um 100kHz, grossen Ferritschalenkernen, und vieladriger 
HF-Litze kann man Güten um 1000 erreichen.

Heinz schrieb:
> In einer Simulation habe ich eine symmetrische
> T-Schaltung bestehend aus 2 Induktivitäten und einer Kapazität genommen,
> die die geforderte Güte von Q = 1000 erreicht hat.

Wie hast Du denn die Induktivitäten simuliert?
- Welchen ohmschen Widerstand hast Du denn angesetzt?
- Ist die Wicklungskapazität ebenfalls berücksichtigt worden?

Es gibt schon wirklich gute OPV die auch noch bezahlbar sind. Ausserdem, 
die Rauschspannung wird in U/Wurzel(Hz) angegeben. Da Du ja sehr 
schmalbandig arbeiten willst, ist die resultierende Rauschspannung auch 
sehr klein.
mfg klaus

Ein SCF-Filter wäre noch eine Möglichkeit. Da ist die Mittenfrequenz 
leicht stabil zu halten.

Christian S. schrieb:
> Könnte man Dein Filter wirklich nicht mit OPVs wie NE5532 oder OP27
> aufbauen?

Eine Güte von 1000 ist auch mit Operationsverstärkern völlig 
illusorisch.

Überlegt mal wie groß die Spannungsüberhöhung ist, und wie groß das Gain 
Bandbreitenprodukt sein müsste um das zu erreichen.

Ralph Berres

Wie sieht es denn mit FIR-Filter aus?
mfg klaus

Klaus R. schrieb:
> Wie sieht es denn mit FIR-Filter aus?
> mfg klaus

Er wollte es ja mit passiven Bauteilen machen.

Bei einen FIR Filter werden ja sogar AD und DA Wandler benötigt. Plus 
DSP.

Das wäre aber ein gangbarer Weg.

Ralph Berres

Hp M. schrieb:
> Bei Frequenzen um 100kHz, grossen Ferritschalenkernen, und vieladriger
> HF-Litze kann man Güten um 1000 erreichen.

Du bist aber sehr optimistisch.

Ralph Berres

Der hätte eine Bandbreite von nur 1 Hz, der würde sekundenlang 
nachschwingen, so einen Schwingkreis, gebaut mit realen 
verlustbehafteten L und C, hab ich noch nie gesehen.

Das Problem ist übrigens immer die Spule, deren ESR wird Größenordnungen 
über dem des Kondensators liegen, das ist Dein limitierendes Bauteil, 
egal wie, womit und worauf Du sie wickelst (wenns nicht grad zufällig 
ein supraleitender Draht ist).

Grundsätzlich fehlt ein Feedback!

- Welchem Zweck soll das Filter dienen?
- Ist die Einschwingzeit ein Problem?
- Ginge es auch mit zwei Schwingkreisen
  und dafür mit einer geringeren Güte?
- Wären ganz andere Techniken nicht besser geeignet?

Für das angehängte Filter könnten die Primärwicklungen von zwei 
identischen Netztrafos verwendet werden. Dabei Trafos mit möglichst 
geringem Drahtwiderstand auswählen. Bei meiner Schaltung wurde ein 
Drahtwiderstand von 100 Ohm angenommen. Wie sich die Eisenverluste 
auswirken, muss ausprobiert werden.

Selbst hier, bei einer Güte von max. 100, verträgt der Ausgang nur eine 
Belastung deutlich größer als 100 kOhm. Bei einer Güte von 1000 würde 
sich das Problem noch verschärfen.

Wo ist denn der Heinz?

Ralph B. schrieb:
> Hp M. schrieb:
>> Bei Frequenzen um 100kHz, grossen Ferritschalenkernen, und vieladriger
>> HF-Litze kann man Güten um 1000 erreichen.
>
> Du bist aber sehr optimistisch.
>

Ist schon halbwegs machbar:
http://prc68.com/I/Loop.shtml

Allerdings die Temperaturabhängigkeit... und Abgleich ist auch 
notwendig.

Naja zwischen einer Güte von maximal 160 und einer Güte von 1000 wie es 
hier gefordert ist, gibt es aber schon noch ein Unterschied. Zumal das 
ganze bei 1KHz Mittenfrequenz stattfinden soll.

Aber eine Güte von 160 ist auch schon ganz brauchbar.


Mir stellt sich aber ernsthaft die Frage wozu benötigt man sowas?


Ralph

Wie kommst du auf die 160 ?

Abdul K. schrieb:
> Wie kommst du auf die 160 ?

siehe

http://prc68.com/I/Loop.shtml

ziemlich weit unten.



Dist
 inch
 L
 mh
 Q
-0.147 25.58 150
0 25.62 160
0.25 25.37 160
0.5 24.74 150
0.75 23.74 160
1 22.58 150
1.25 21.29 150
usw.

Nein, lese lieber den Anfang der Seite! Da ist die Lagenwicklung mit Q 
über 1000 und da Q sich wie parallel geschaltete Rs verhält, muß QL weit 
größer sein.
Nachgebaut habe ich das allerdings nicht und der Zweck tja vielleicht 
schreibt er ja nochmal.

Abdul K. schrieb:
> Nein, lese lieber den Anfang der Seite! Da ist die Lagenwicklung mit Q
> über 1000 und da Q sich wie parallel geschaltete Rs verhält, muß QL weit
> größer sein.

meinst du das?


Coil Reasonated with 1.35 nF






 Marker shows 94.308 dB at 62.485345 kHz.
Ohms = 10 ^ (dB/20) = 51, 927 Ohms.

 The shunt capacitance is given by:

 C = 1 / [ L * (2  PI  F)^2] = 1.34 nF

 The HP 4332 LCR meter measured the caps at 1.35 nF.

 The loading capacitance value was chosen so that when the coil, caps 
and a small variable cap and the input capacitance of an amplifier are 
connected the resonance point can be brought right on 60.0 kHz.

 The Q = XL / R = 51,927 / 32.96 = 1,575

 A similar plot of just the coil shows that it's self resonance 
frequency is very close to 500 kHz.  That's good in that you don't want 
to run a high Q coil near it's self resonant frequency and here we are 
well away from it.

da komme ich aber auf einen Q von 1.575

Helfe mir mal auf die Sprünge.

Ralph

Ralph B. schrieb:
> Hp M. schrieb:
>> Bei Frequenzen um 100kHz, grossen Ferritschalenkernen, und vieladriger
>> HF-Litze kann man Güten um 1000 erreichen.
>
> Du bist aber sehr optimistisch.

Warum glaubst du mir nicht?

Die HF-Litze 100x0,04 ist natürlich auch ganz was Feines, das sich nur 
Profis leisten können...

Problem: Was für Litze ist es? Bei der einfachen sind es nur parallel 
liegende isolierte Drähte/Adern, bei der richtigen und deutlich besseren 
sind diese verwoben nach einem speziellen Schema. Und allermeistens 
steht nicht dabei, welche gemeint ist.

Ralph, US-Schreibweise für Dezimalkomma. Ich habe nicht alles 
nachgerechnet, aber er meint wirklich 1500. Viel mehr verträgt die 
Modulation auch nicht.

Irgendwo sah ich auch die Lagenwickeltechnik zur Minimierung der 
Wickelkapazität. Vielleicht wars auch in einer PM.

Und so eine High-Q Antenne will dann entsprechend viel mechanischen 
Umgebungsabstand, sonst wirds nichts mit dem Q.

Abdul K. schrieb:
> Was für Litze ist es? Bei der einfachen sind es nur parallel
> liegende isolierte Drähte/Adern, bei der richtigen und deutlich besseren
> sind diese verwoben nach einem speziellen Schema. Und allermeistens
> steht nicht dabei, welche gemeint ist

Den Valvo-Leuten traue ich genügend Sachverstand zu, dass sie es 
hingeschrieben hätten, wenn sie eine speziell verseilte Litze verwendet 
hätten.

Wer es braucht: http://www.pack-feindraehte.de/de/index.html
Dem Vernehmen nach liefert Pack auch Kleinmengen, aber billig sind 
HF-Litzen auch in größeren Mengen nicht. Da kann das Kilogramm Kupfer 
locker einige Hundert Euro kosten.

Hp M. schrieb:
> _Valvo-1972.png
>
>           37,7 KB, 23 Downloads

Das Valvo Papier überzeugt mich noch am ehesten.

Wenngleich ich solche Güzen mit Schalenkerne nie erreicht habe. Bei mir 
waren es immer bestenfalls so um 150. Trotz HF Litze und 
Styroflexkondensatoren.

Ralph Berres

Hm. Diese Firma hat nun kein 100x0,04 wie bei Valvo verwendet. Weiß 
nicht was ich draus folgern soll. Vorkriegsnorm? Die Widersprüche muß 
man dann selber klären, soweit bin ich darin nie vorgestoßen.

Abdul K. schrieb:
> Vorkriegsnorm?

Ja, 1972 war vor dem Irak-Krieg.

Da hätte ich dir doch das Spulenbuch aus den Sechzigern als pdf 
geschickt, aber mit der Ansage nöööö.