Hallo,
bin momentan an meinem ersten Projekt und bis jetzt auch relativ gut
voran gekommen. Jetzt hab ich ein PWM-Signal, welches ich glätten
möchte. Ich dachte mir: OK, ein Tiefpassfilter wirds schon machen.
Einfachen RC-Filter aufgebaut, einige Grezfrequenzen probiert und immer
ein total rippeliges Signal erhalten. Die Grundschwingung die ich haben
möchte hat so ca. 30kHz.. Danach hab ich mehrere aktive Filter (3. und
4. Ordnung) probiert und die Grenzfrequenz immer so um die 100kHz
gewählt. Alles ohne tolle Ergebnisse.
Ich hab gerade nochmal im Forum gesucht und einiges gelesen. Hab ich das
jetzt richtig verstanden, dass ich die Grenzfrequenz auf ca. 300Hz
dimensionieren sollte, um 99% des Ripple zu eliminieren? Ich bekäme dann
aber ja nur noch ein winziges Signal. Ist es sinnvoller dann die
Verstärkung direkt über den aktven Filter zu machen, oder baut man hier
besser danach noch eine Verstärkerstufe auf. Wollte für die Anwendung
den LM324 nehmen, oder würdet Ihr mir von dem OPAMP abraten?
Ich danke euch schonmal.
Gruß
Hi,
wenn du die Grenzfrequenz größer als die PWM Frequenz wählst ist es kein
Wunder, dass der Filter kaum etwas ändert.
Für die Dimensionierung des Filters kommt es darauf an, was für ein
Signal mit Hilfe der PWM eigentlich erzeugt werden soll. Wenn es sich
also beispielsweise um ein Signal von 100Hz handelt, dass mittels der
PWM D/A gewandelt werden soll, so muss halt ein entsprechender
Tiefpassfilter eingesetzt werden, der (idealerweise) alle Frequenzen
unterhalb von 100Hz passieren lässt und alles oberhalb dämpft.
Meistens ist dies aber nicht so kritisch, so dass die Grenzfrequenz des
Filters ruhig etwas weiter oberhalb gewählt werden kann.
Aktive Filter sind dabei ncihtmal unbedingt notwendig. Wenn am
Filterausgang nur sehr wenig Leistung entnommen werden muss (hochohmiger
Eingang des Folgebausteins) reicht es durchaus aus, einen passiven
Tiefpass aus einem Kondensator und einem Widerstand zu verwenden. (->
siehe dazu auch Wikipedia)
Bei Nutzung eines passiven Filters (Tiefpass) sollte übrigens die
Amplitude der Frequenzanteile unterhalb der Grenzfrequenz nicht
wesentlich gedämpft werden, sonst wäre es kein Tiefpass.
Ron
Hi Ron,
> Wenn es sich also beispielsweise um ein Signal von 100Hz handelt, dass> mittels der PWM D/A gewandelt werden soll, so muss halt ein entsprechender> Tiefpassfilter eingesetzt werden, der (idealerweise) alle Frequenzen> unterhalb von 100Hz passieren lässt und alles oberhalb dämpft.
...deshalb dachte ich ja ich wähle so 100kHz. Wenn ich in das Signal
"reingezoomt" habe, hatte das Rippel so eine Frequenz von ca 900kHz.
Klar, die ÜF des Filters sieht nicht wie ein Rechteck aus, aber deshalb
dachte ich je höher die Ordnung, desto besser das Ergebnis.
Einen hohen Strom am Ausgang brauch ich nicht, aber ich brauche eine
gewisse Amplitude am Ausgang(für die weitere Auswertung) und deshalb
müsste ich das Ganze dann wieder verstärken.
Dank dir.
Gruß
Hallo nochmal,
so hab den ganze Tag nochmal mit dem Filter verbracht. Das hätte ich nie
gedacht das das so Probleme gibt. Hab euch mal ein Bild angehängt, wo
das PWM Signal durch einen TP 1.Ordnung mit fg= 30Hz geschickt wird.
So gut, so schön. Jetzt hätte ich gerne die ganze Sache noch schöner
hinbekommen und habe aktive Filter 2. und 3.Ordnung probiert, aber ohne
Erfolg. Ich mach irgendwas total falsch.
Die Filter habe ich mit Filter Pro designed und dann auf einem
Steckboard aufgebaut.
Was ich nicht verstehe sind die hochfrequenten Überlagerungen auf meiner
Grundschwingung. Das sind die Lade und Entladevorgänge bei den Pulsen,
aber wie kann denn bei einem Tiefpass mit fg von z.B. 3kHz eine
Schwingung mit grob 1MHz so eine Amplitude haben?
Ich muss irgendwas doch total falsch gemacht haben, oder?
Sorry wenn ich hier so viele Bilder posten, aber das in Worte fassen gäb
nen Roman!
Ich würde mich über Hilfe freuen.
> Ich muss irgendwas doch total falsch gemacht haben, oder?
Das sieht aus, als ob du mit der Schaltung (nicht mit der
Dimensionierung) Probleme hättest.
Also: Schaltplan? Versorgung? Bauteile?
Schaltplan müsste ich erst noch zeichnen. Ist momentan alles so halb
dahingefrickelt. Dann wird das wahrscheinlich auch der Fehler sein. Zum
Prinzip: Ich teile zwei Rechtecksignale unterschiedlicher Frequenz mit
einem Nandglied herunter. Das ist das PWM-Signal. Der 74HC00 Baustein
wird dann das Problem sein. Da springt der Ausgang "schonmal" wild
herum. Blockkondensator ist aber drin und alle weiteren Eingänge auf
GND. Ich dachte nur das es am triggern des Oszi liegt, da mit dem
passiven Filter ja eigentlich richtige Werte herauskommen....
...mir gehen grad 1000 Gedanken durch den Kopf...
...bei dem passiven Filter hab ich keine Spannungsversorgung und der
aktive Filter läuft über eine andere Spannungsquelle. Vielleicht ist das
auch das Problem...
Ich muss morgen nochmal so einiges messen bevor ich jetzt hier wilde
Vermutungen anstelle!
Ich dank dir schonmal.
Wie hast Du Deinen Tastkopf an das Filter angeschlossen? Erstmal weg mit
der Aligator Gnd-Strippe und dem Grabber. Stattdessen einen kurzen
Gnd-Bügel (meist als Zubehör beim Tastkopf dabei) und die frei
Tastkopfspitze verwenden. Die Schleifenfläche zwischen Gnd-Verbindung
und Signal sollte so klein wie möglich sein.
Test: Tastkopfspitze mit Tastkopf-Gnd verbinden und an die Messtelle
halten. Dann darf kein Signal sichtbar sein.
Peter
Wenn es dir nicht so auf den Preis ankommt, wäre ein sehr schneller Weg
über ein SC-Filter. In dem Frequenzbereich noch gängig. Gibt es von
www.linear.com und www.maxim-ic.com als Band- und Tiefpaß.
Wenn du uns mehr über die Verwendung deines Signal verrätst, dann kann
ich dir auch konkret einen Typ nennen.
Ansonsten: Das was du beschreibst ist ganz normal. Laß dich nicht von
den paar Elektronen einschüchtern.
Gruß -
Abdul
Hallo,
ich muss nochmal nerven. Ich hab jetzt einiges in den letzten Tagen
bestellt und probiert und bin so langsam echt am verzweifeln. Also das
springen am Ausgang des Nand-Gliedes ist OK. Nach einigen Überlegungnen
muss es ja so sein, da es ja ein PWM Signal ist und mein Osziloskop
immer bei der positiven Flanke triggert. Somit sehe ich den kürzesten
Puls sauber und alle längeren sehe ich halt nicht sauber und es sieht so
aus als ob der Ausgang immer springt(natürlich nur wenn ich sehr weit
reingezoomt habe). Ich habe dann mit den Betriebsspannungen einiges
probiert und alle Stufen mal über ein externes Netzteil, dann mal über
LM317 probiert mit Blockkondensator und ohne. Alle Leitungen die frei
verdrahtet waren so viel gekürzt wie es nur ging. Dann hab ich gedacht
es läge vielleicht an der Anpassung des Stufen und habe einen LM318 als
Impedanzwandler dazwischen gesetzt. Brachte aber auch nichts. Ich habe
den Filter mit dem 318 aufgebaut. Den LM324 mit Single Supply und Dual
Supply laufen lassen. Keramikkondensatoren anstatt
Folienkondensatoren...
Ich glaube es muss irgendwie mit der Gegenkopplung des Filters zutun
haben. Wenn ich am positiven Eingang des LM324 messe, habe ich dem
passiven Filter entsprechend schönes Signal. Am Ausgang habe ich jedoch
diese furchtbar hochfrequenten Überlagerungen drauf.
Wäre über Tipps erneut dankbar.
> Nach einigen Überlegungnen muss es ja so sein,> da es ja ein PWM Signal ist...
Hmm... PWM?
Was kommt denn an den beiden NAND-Eingängen Timer1 und Timer2 rein?
Frequenz/Tastverhältnis? (irgendwas mit 1MHz?)
EDIT:
5pF im Gegenkopplungspfad? Sportlich.
Da brauchst du aber ein sehr gutes Layout und einen tollen Widerstand
(der hat die 5pF schon als Anschlusskapazität).
Hallo,
Frequenz 1: 909kHz Tastverhältnis: 0,545
Frequenz 2: 869kHz Tastverhältnis: 0,636
Mit den 5pF hast du natürlich recht. War auch nur der Versuch die beiden
Stufen zu entkoppeln. Im Datenblatt der 318 stand man sollte die
Beschaltung als Spannungsfolger so vornehmen und nicht einfach brücken.
Hab aber auch mit den Werten etwas experimentiert.
> Frequenz 1: 909kHz Tastverhältnis: 0,545> Frequenz 2: 869kHz Tastverhältnis: 0,636
Der LM324 ist um Welten zu langsam:
1
Wide bandwidth (unity gain) 1 MHz
Um ein Signal mit Mischfrequenzen im 10...MHz-Bereich auszuregeln
(Rechteckflanken) muss auch der OPAmp im 10...MHz-Bereich gegensteuern
bzw. ausregeln können. Wenn der nicht hinterherkommt, dann funktioniert
ganz einfach der Filter nicht. Und so sehen deine Oszi-Bilder dann auch
aus.
Zitat
1
... kann man mit Operationsverstärkern des Typs mA741 Filter
2
bis etwa 10kHz aufbauen, mit Operationsverstärkern des
3
Typs LM318 etwa bis 200 kHz.
Und der LM318 hat eine Unitiy Gain Bandwidth von 15 MHz.
D.h. der LM324 taugt bestenfalls bis 13kHz :-o
Ich danke dir. Das ist ja heftig. Ich dachte da der OPAMP ja schon ein
vorgefiltertes Signal bekommt, reicht der 324 aus. Als ich dann
skeptisch wurde suchte ich den LM318 aus. Das der jetzt aber nur bis
200kHz zu gebrauchen ist hätte ich niemals gedacht.
Ich bin aber super froh über deine Hilfe und die Aufklärung. Werde mich
dann morgen mal auf die Suche nach nem geeigneten OPAMP >100MHz machen.
Vielen, vielen Dank.
Schönen Abend noch.
>Ich bin aber super froh über deine Hilfe und die Aufklärung. Werde mich>dann morgen mal auf die Suche nach nem geeigneten OPAMP >100MHz machen.
Und warum nimmst du nicht ein LC Filter ?
In diesen Frequenzbereichen haben RLC Filter bessere Eigenschaften als
OP-AMP Schaltungen.
Gruss Helmi
Hallo Helmi,
ich glaube damit werde ich mich jetzt auch beschäftigen. Hab gestern
abend nur mal kurz geguckt was da fürn OPAMP evtl. in Frage käme. Meine
Güte sind die teuer. Ich denke das kann ich mir abschminken. Ich werde
nochmal einen Lesetag einfügen! Hatte die aktive Lösung irgendwie direkt
bevorzugt, da mir Spulen noch sehr fremd sind.
Dank euch!
Guten Morgen,
also ich würde dir auch zu der passiven Lösung raten. Aber nur nebenbei,
so teuer sind die doch nicht. Schau mal bei www.linear.com. Hab da
gerade einen 600MHz Highspeed Opamp gefunden, der gerade mal 4 US$
kostet. Vor allem kannst du bei denen aber auch samples anfordern. Musst
dich nur kurz kostenlos registrieren, dann kannst du dir Samples
bestellen. Hab damit super Erfahrung gemacht. Die meisten Teile waren so
nach ein bis zwei Wochen da, und alles komplett umsonst (also nicht mal
Porto).
Aber das ganze nur so nebenbei ;)
Gruß
> Die meisten Spulen brauchst du doch nicht selbst wickeln.
:-)
Würde auch schwer. Die ganze sache soll im Endeffekt in SMD ausgeführt
werden. Ich meinte damit auch den Umgang mit Spulen. Irgendwie ist mir
(als Anfänger) der Kondensator doch viel vertrauter. Außer in
Leistungselektronik wurde bei uns nicht großartig auf die Spule
eingegangen, zumindest nicht so wie auf den Kondensator. (Was der Bauer
nicht kennt, isst er nicht :-) )
Ich hab eben mal etwas intensiver gesucht. Es gibt ja doch recht
günstige OPAMPs. Werde den AD8091 dennoch mal mitbestellen und
probieren. Schadet ja nicht. Die passive Lösung werde ich aber definitiv
auch in Angriff nehmen.
Es ist für mich echt schwer im Dschungel der Bauteile durchzublicken.
Einiges hat man im Studium nicht richtig verstanden und die Erfahrung
fehlt. Meine Kollegen sind auch noch nicht sehr lange im Beruf und haben
in manchen Dingen auch noch keine Erfahrung.
Ich danke euch nochmal.
Gruß
> Es gibt ja doch rechtgünstige OPAMPs.
Ja, aber lies das Datenblatt genau durch, schau dir HF-Layouts mit
OP-Amps an (das ist es, was du machen wirst).
Die Formel für einen LC Filter ist soo schwierig nun auch nicht. Und das
funktioniert in der Realität ganz gut (und ist unglaublich billig).
> Frequenz 1: 909kHz Tastverhältnis: 0,545> Frequenz 2: 869kHz Tastverhältnis: 0,636
Mit deinen definierten Rahmenbedingungen drängt sich so ein passives
Filter Teil geradezu auf.
> Es verlangt ja von dir auch keiner das du ein 9 Pol. Cauer Filter aus> dem Kopf ausrechnest.
Und das ist auch gut so. :-)
Hab grad mal Bauteile bestellt. An Spulen hab ich erstmal 10uH und 100uH
angenommen. Das gibt dann ja passable Werte für das C.
Hoffe die Sache nimmt dann bald Formen an.
Ich danke nochmal für eure Hilfe.
Gruß
ich habe das mal schnell eingegeben.
Welche Frequenzanteile erwartest Du denn innerhalb der gefilterten PWM
als Ergebnis? Ich habe in der FFT den ersten wirklixch starken Peek bei
40Khz...
Ja, nicht wahr? Du hast natürlich Recht! Mein Fehler...
Wenn man die Filter eine Dekade höher auslegt, wirds hinten am Ende arg
hochohmig. Oder man koppelt die Filter stärker und nimmt nicht die
10fachen Werte, sondern nur doppelt so große.oderso
40kHz ist genau richtig.
Wie bist du denn auf die Dimensionierung gekommen?
Die 40kHz müssen ja auch sein, da Frequenz1 und Frequenz2 ein Delta von
40kHz haben, oder?
Bei Image3 hatte ich die Timer etwas verstimmt.
>Wie bist du denn auf die Dimensionierung gekommen?
na 1/(2 x Pi x R x C )=40000 (ca.)
6x180=1080;
1080x22n=23.8µ
1/24µ=41666, also ca.40khz
Damit der Abfall steiler wird, schaltet man mehrerere hintereinander,
damit sich die Filter nicht zu stark beiinflussen (normalerweise müsste
immer ein 1Folger dazwischen) wählt man das Impedanzniveau so, das die
folgende Filterstufe die vorhergehende nicht zu stark belastet. (so in
etwa)
;-)))
(ich und Mathe)
edit:
nochwas.
Durch die Verkettung der Filter hat sich die Grenzfrequenz nun nach
unten verschoben und liegt bei 18.5khz und hat einen Abfall von 16.5db
pro Oktave.
Mit dem Impedanzwandler dazwischen machts Sinn. Anders natürlich in der
Simulation auch.
Mich wunderten die krummen (kleinen) Werte. 180 Ohm fand ich so
ungewöhnlich. Du hast dann wahrscheinlich 22nF angenommen, damit der
letzte nicht zu klein wird und daher kommt dann auch der kleine
Eingangswiderstand.
Hast du als Tastverhältnis 0,5 bei beiden Signalen angenommen?
An(alog)fänger wrote:
> Mit dem Impedanzwandler dazwischen machts Sinn. Anders natürlich in der> Simulation auch.> Mich wunderten die krummen (kleinen) Werte. 180 Ohm fand ich so> ungewöhnlich. Du hast dann wahrscheinlich 22nF angenommen, damit der> letzte nicht zu klein wird und daher kommt dann auch der kleine> Eingangswiderstand.>> Hast du als Tastverhältnis 0,5 bei beiden Signalen angenommen?
ja genau so. Muss man sehen, 180 sind tatsächlich etwas arg wenig :-)
""Was ich nicht verstehe sind die hochfrequenten Überlagerungen auf
meiner
Grundschwingung.""
Hi An
Falls diese parasitäre, hochfrequente Schwingung erst nach dem 318
auftritt ist es dessen Eigenschwingung. Der 318 neigt dazu und diese
Schwingung ist oftmals nicht wegzubekommen. Der Sinus mit dem
Kurzhaarschnitt zeigt dies. Sie liegt per Frequenz bei bis zu 100MHz.
Einfach einmal probehalber einen anderen Op verwenden.
Diese Schwingung des 318 ist mir mehr als sattsamt begegnet. Ein Magier
der parasitären Oszillation.
Hallo Leute,
da ich ja eh noch auf die Bauteile warte, hab ich heute morgen die
Schaltung von Axel mal aufgebaut, allerdings mit 3x 1,5k und 2,2nF und
mit dem LM324 als Spannungsfolger. Das sind schon sehr brauchbare
Ergebnisse. Ich warte mal ab wie die Ergebnisse mit den RCL Filtern
ausfallen.
Das ich das nicht früher probiert habe.
Ich möchte mich nochmal bei euch allen bedanken.
(War bestimmt nicht die letzte Frage :-) )
Gruß
Hi An
Du hast geschrieben
""Am Ausgang habe ich jedoch
diese furchtbar hochfrequenten Überlagerungen drauf."
Ist diese Störschwingung immer noch vorhanden oder weg wenn der 318
ersetzt wird?
Ein 318 schwingt ziemlich sicher mit einer parasitären Eigenschwingung
im hohen Mhz-Bereich wenn der Invertaleingang nicht mit einem genügend
kleinen Widerstand zur Masse verbunden ist.
Er allein ist die Quelle der HF!
Hi Exe,
das konnte ich noch nicht testen, da ich keinen vergleichbar schnellen
bzw. schnelleren Opamp habe. Hab aber welche bestellt und werde es
probieren. Das Problem lag bei beiden Opamps vor, die ja, wie Lothar
Miller schrieb, beide zu langsam sind.
> Zitat... kann man mit Operationsverstärkern des Typs mA741 Filter> bis etwa 10kHz aufbauen, mit Operationsverstärkern des> Typs LM318 etwa bis 200 kHz.> Und der LM318 hat eine Unitiy Gain Bandwidth von 15 MHz.> D.h. der LM324 taugt bestenfalls bis 13kHz :-o
Ich dank dir für den Tipp. Werde dann den LM318 aus meinem active Filter
Gedächtnis löschen :-)
Gruß
Hi An
Vor 2 Wochen hatte ich genau den Fall des 318 in der Restaurierung eines
Plessey-Pulsverstärkers von 73 die ich noch ausführlich beschreiben
werde.
Ein 318 als Spannungsfolger mit 100KOhm in der Gegenkopplung und kein
Ableitwiderstand vom Invertaleingang zu GND.
Der sollte die Impedanz eines 100KHz-up-Signals anpassen und wies einen
10KOhmwiderstand im slit-load am Nichtinverter zur Masse auf. Der
Nichtiverter war über 1000uF "zu" an einer niederohmigen Quelle.
Auch bei Nullsignal am Eingang bereits 80MHz fast symmetrisches Dreieck
am Ausgang und da halfen auch keine ceramics hier oder dort. Bei
Pulseingangssignal oder Sinus tanzte exakt dieser 80MHz-Kurzhaarschnitt
auf dem 100KHz-Sinus.
Deinem screenshot wie aus dem Sinus geschnitten.
Dieser Spuk verschwand erst bei Beschaltung des Invertaleingangs zu GND.
Lothar ist zwar ein absoluter Durchblicker, wie auch manch anderer neben
anderweitig mehr begabten (damit sind nicht die Frager oder Anfänger
gemeint sondern Labersäcke die zum Thema nichts beitragen aber das
grosse Schreibwerk reissen) hier aber ich teile da nicht ganz seine
Meinung.
Der 318 müsste nach der Vorfilterung der 1.Ordnung und
KLEINSIGNALVERARBEITUNG ausreichen nur der 324 ist eindeutig zu langsam.
LC-Filter werden jede vergleichbare Ordnung RC-Filter um Längen schlagen
samt den aktiven Filtern. Die bringen so gut wie nichts.
Aber zunächst muss die Eigenschwingung weg.
Du kannst es einfach testen. Setz einen 324 probeweise ein und schau ob
die Oszillation weg ist gleichwohl das nicht per Aufgabe richtig funzen
wird.
Aber zum Test?
Hallo Exe,
alle Screenshots sind mit dem 324 entstanden. Bilder mit dem 318 hab ich
keine gepostet. Das erste Bild war ein passiver TP 1.Ordnung mit
fg=30Hz. Da kann man die Welligkeit ja verstehen. Als ich mit dem
aktiven Filter mit 324 nicht weiter kam versuchte ich verschiedene
Dinge, u.a. bestellte ich den 318 und baute damit den Filter 2.Ordnung
auf. Hier erreichte ich deutlich bessere Ergebnisse als die oben
gezeigten Bilder, hatte jedoch auch noch ein rel. großes Rippel auf dem
Signal. Das kann gut sein das es jetzt 2 verschiedene Ursachen waren.
1. mein 324 ist viel zu langsam.
2. die von dir erklärte Problematik.
Wenn ich die anderen OPAMPs habe, werde ich es probieren und berichten.
Ich danke dir.
Hi An
Dann mag die HF-Störung bereits vor den Ops verursacht werden. Dann
werden aber auch schnellere Ops nicht viel bringen.
Sollte der Kurzhaarschnitt mit 2x324 auch entstanden sein muss eine
gänzlich andere Ursache für die Stör-HF vorliegen. Der 324 kann nicht
mit HF schwingen.
> 2x324
?
Der Kurzhaarschnitt ist entstanden als der 74HC00 "direkt" auf das
passive Filter 1. Ordnung gegangen ist. Ohne Impedanzwandler. Danach
fing ich erst an zu experimentieren. Sprich Spannungsfolger mit 318,
Filter mit 318...
Sorry wenn ich das unklar ausgedrückt habe.
Hi An
Ich gehe nicht davon aus dass "bessere" Ops Abhilfe bringen werden was
die Störspannung anbetrifft.
Versuchen wir einmal Ordnung in die Sache zu bringen.
Offenbar ergab sich die 1MHz-Störschwingung auch bei passiven RC-Filtern
und eben das ist praktisch nicht möglich.
Nehmen wir dieses Bild
http://www.mikrocontroller.net/attachment/preview/46946.jpg
Wenn hier ein PASSIVER Tp mit fg = 3KHz anlag und die obere Funktion das
Pulsbreitensignal wie die untere Funktion das Signal am C des Tps ist so
ist das schwer verständlich.
Das sieht mehr nach einer Differentiation als nach einer Integration aus
also mehr nach Hp als nach Tp.
Der relativ steile Anstieg des Pulses erzeugt eine hohe Spitze positiv
und der flachere Abfall eine kleiner negative Spitze.
Dies deutet auf Hp und Differentiation hin.
Bei einem TP 1.Ordnung sollte die Grundwelle des Pulsbreitensignals
bereits deutlich erkennbar sein.
Was passiert denn bei einem PASSIVEN RC-Filter 2. Ordnung das ja schnell
zusammengesteckt ist?
Da wird eine Störschwingung von 1MHz wohl nicht mehr möglich sein.
Hast du wirklich am C des Tps zu GND gemessen???
Hallo Exe,
nur das allererste Bild (Sinus mit Kurzhaarschnitt) ist mit einem
passiven Filter (1.Ordnung) entstanden. Alle weiteren mit aktivem Filter
2. Ordnung ohne Impedanzwandler mit LM324 im aktiven Filter.
Ich habe gestern 3 passive Tiefpassfilter, jeweils mit dem LM324 als
Impedanzwandler aufgebaut und hab ein wunderbares Signal. Hiermit kann
ich eigentlich schon sehr gut arbeiten, möchte aber in den nächsten
Tagen die anderen Lösungen auch noch probieren um ein Gefühl für die
verschiedenen Filter zu bekommen. Ich hab momentan keinen riesen
Zeitdruck und kann ja nur dabei lernen. Bis die Bauteile da sind kann
ich mit der passiven Lösung an der weiteren Schaltung arbeiten.
Nochmal danke für deine Mühe.
Gruß
Hi An
Das hellt die Sache teilweise auf.
Der erste Tp war offensichtlich nicht in der Lage die hohen
Frequenzanteile aus dem Steuersignal zu filtern und daher die
verbleibende Kurzhaarspannung. Entkoppelte Filter sind jedem Sallen samt
seinem Key vergleichbar und offensichtlich reicht da wohl auch ein 324
da er ja bei hohen Frequenzen kein Grossignalverhalten mehr aufbringen
muss. Mehrere 318, falls ruhig, würden dann durchaus zweckerfüllend
sein.
Immer noch unklar ist die Differentiation. Dass das Hochpassverhalten
ist steht ausser Zweifel. Bei der Differentiation einer Pulsflanke ist
die Spitzenhöhe die Steigung der Flanke und da die positive Flanke
deutlich steiler ist als die negative Flanke kommt genau diese Antwort
heraus.
http://www.mikrocontroller.net/attachment/preview/46946.jpg
Ein passiver Tp nach dem Gatter kann das nicht gewesen sein. War es
eventuell ein "verkehrter" Sallen?
Hi An
""Richtig, das war kein Passiver, sondern ein aktiver Sallen Key mit
LM324!""
Und der war so aufgebaut wie es hier gezeigt wird? Also mal ohne den 318
aber mit 324?
http://www.mikrocontroller.net/attachment/47440/Schaltung.jpg
So es zutrifft wäre das ein höchst interessantes Phänomen.
Das ist ein anständig dimensionierter Tp und der kann aus einem
Rechtecksignal keinen Nadelimpuls machen oder sagen wir es anders.
Wo fg auch liegt, es bleibt ein Tp.
Nur eine gnadenlose Übersteuerung des Ops könnte dessen "zunächst"-Sinus
dann zum Dreieck oder gar den Nadeln machen.
Werde das mal ausprobieren. Wo lag genau die Frequenz des Pulses?
> Frequenz 1: 909kHz Tastverhältnis: 0,545> Frequenz 2: 869kHz Tastverhältnis: 0,636
Beide Frequenzen über das NAND Glied gemischt und dann ohne die 318er
Stufe auf die Filterstufe.
(Also den gestrichelten Kasten in
http://www.mikrocontroller.net/attachment/47440/Sc...
weg)
An(alog)fänger wrote:
>> Frequenz 1: 909kHz Tastverhältnis: 0,545>> Frequenz 2: 869kHz Tastverhältnis: 0,636>>> Beide Frequenzen über das NAND Glied gemischt und dann ohne die 318er> Stufe auf die Filterstufe.> (Also den gestrichelten Kasten in> http://www.mikrocontroller.net/attachment/47440/Sc...> weg)
Würde ich passiv vorfiltern. Aber gut, nun gehts ja, oder?
Also folks
Ein Sallen bringt nichts selbst wenn er seinen Key dazu einlädt.
Der Aufwand mit 2 Ops ist materiell kleiner als ein guter Kondensator
und die Schaltung umständlicher.
Auch in der Übertragungsfunktion bringt er nichts gegen zwei entkoppelte
RC-Stufen. Der 324 oder auch 2-3 stinkende 1741 genügen solange die
Signalamplituden unter +/-2.5V bleiben, also TTL-Pegel.
Erst bei Grossignalen verzerrt es in das berüchtigte Dreieck.
Zwei oder drei einfache spannungsgefolgte RC-Tiefpässe und gut isses.
Mit den Grenzfrequenzen kann man sich herumspielen.
Entweder alle gleich oder gestaffelt, das muss man probieren.
Störschwingungen bei 741-series gab es keine nur bei extrem kurzer
Pulsdauer, also einem duty von unter 10%, beginnt der Sinus zum Sägezahn
zu mutieren was aber ab 3 Stufen auch ziemlich weg ist.
Wer experimentieren will verwendet für den 2-stufer Potis bei konstanten
Cs. Er kann dann fein sehen wie der zum Bleistift 40Khz-Sinus zunächst
nach rechts hängt und dann nach links. Der minimalste Klirr liegt
dazwischen. Der Klirr wird sich durch LC-Filter weiter minimieren
lassen.
Die besten Ergebnisser erhält man wenn zunächst das Rechteck mit einem
Miller zum Dreieck gemacht wird und dann ein 2-stufer entkoppelt
nachfolgt. Auch 2 Miller hintereinander sind schon ordentlich.
Vermutlich wird der Klirr kleiner wenn der Op schneller wird da die
Eigenkompensation auf zero bei 1MHz bereits als zusätzlicher Tp
fungiert.
Diese Differentiation MUSS ein Fehler in der Sallen-Beschaltung zugrunde
gelegen haben da dies eindeutig Hp-Verhalten ist.
Gegeben zu San Francisco am 5.März um 6:10PM
> Auch 2 Miller hintereinander sind schon ordentlich.
:-D
> Nur eine gnadenlose Übersteuerung des Ops könnte dessen "zunächst"-Sinus> dann zum Dreieck oder gar den Nadeln machen.
Ich könnte mir gut vorstellen, dass die Nadeln sich den Weg über den
Mitkopplungkondensator zum Ausgang des Filters nehmen (im Bild
http://www.mikrocontroller.net/attachment/47440/Schaltung.jpg der
2,2nF).
Und weil der OPAmp einfach zu langsam ist, sieht er zwar den Fehler im
Ausgangssignal, er kann diese Spitze aber nur verzögert ausregeln.
Das Problem war schon mal da im
Beitrag "Re: Digital-Analog Wandlung ab PWM OpenDrain Output"> Diese Differentiation MUSS ein Fehler in der Sallen-Beschaltung> zugrunde gelegen haben da dies eindeutig Hp-Verhalten ist.
Richtig. Für einen Sallen-Key Tiefpass brauche ich keinen langsamen
OPAmp, sondern einen, der so schnell ist, dass er mir die höchste
gewünschte Frequenz noch verarbeiten und ausregeln kann. Demnach ist der
Fehler der langsame LM324.
Hi Lothar
Ich stimme da im Wesentlichen zu.
Klar ist dass der 324 als Folger mit passiver RC-Ordnung bei kleinen
Signalen passable Ergebnisse liefert. So ist ab der 3. Ordnung (kostet
ja praktisch nichts so ein Oplein) und 1Vss mit dem Auge kaum noch eine
nichtlineare Verzerrung auszumachen und das Auge ist erstaunlich
aufmerksam was Klirr "sehen" anbetrifft. Ein Sallen samt seinem Key
(dieser joke fand sogar bei Google "Freunde") hat EXAKT die gleiche Üb
als Spannungsfolger wie 2 entkoppelte RCs und ist "undurchsichtiger".
Mitkopplungen mit k grösser 1 führen zwar zur Versteilerung der Flanke
aber die maximale Ebnung ist weg.
Bei zwei Millers hintereinander ist am Ausgang des 1. ein zünftiges
Dreieck, wenn auch mit unsymmetrischen Flanken zu finden und bei duty
50% ist der Sinus nach dem 2. Miller bereits topfit. Danach ein RC und
fertig ist die Laube. Das ist dann bereits "Hörqualität würde es im
NF-Gebiet genutzt.
Ich bin auch der Meinung dass ein Koppel-C diese Differentiation bei
falsch bemessenem und zu langsamem Sallen generiert hat. Eine Diff
bleibt es, da beisst keine Maus den Faden ab.
Hallo Exe,
ich wollte nur nochmal eben anmerken 1Vss stimmt nicht. Das (PWM)Signal
hat eine Amplitude von 5V. Tastkopf 1:10 !
Da hatten wir noch garnicht drüber gesprochen.
Gruß
Hi An
Das ist mir schon klar mit den 5V.
Siehe mein vorgehender Beitrag
""Auch in der Übertragungsfunktion bringt er nichts gegen zwei
entkoppelte
RC-Stufen. Der 324 oder auch 2-3 stinkende 1741 genügen solange die
Signalamplituden unter +/-2.5V bleiben, also TTL-Pegel.""
Allerdings sah ich bei +/-2.5V bereits Anzeichen dass der 1741 so ab
50KHz die Sinusflanken nach der 2.Ordnung abdreieckt. Da beginnt dann
das "Eigenleben" des Ops.
Daher wählte ich diese 1Vss. Dies aber klar nach der 2./3.Ordnung und
nicht am Eingang. Die Amplitude wird ja bei jeder Ordnung kleiner.
Eine Eingangsamplitude von +/-15V führt an allen Ordnungen bereits zur
Pressung der Flanken was auch sein muss bei Ops mit 1MHz crossover.
So war es gemeint.