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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Aktives Filter simulieren


Autor: thomas w. (Gast)
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hey leute...
gibt es ein Freeware Produkt mit dem ich aktive Filter simulieren kann.
möchte die Schaltung wie im Datenblatt simulieren bzw. wissen was sie 
für eine Bandbreite hat und ob sie für alle Audio Codecs verwendbar ist 
die getrennte + und - Ausgänge haben.
(Figure 33 im Datenblatt)

Grüße, Thomas

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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switchercad/ltspice
www.linear.com

Autor: thomas w. (Gast)
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ist das sicher gratis?

Autor: thomas w. (Gast)
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also ich weiß nicht ob das gut für das wäre.
Gruß, thomas

Autor: KlaRa (Gast)
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Hallo,
von TI gibt es TINA.
Gruss KLaus.

Autor: thomas w. (Gast)
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das würde mir taugen jedoch ist das nicht gratis und ich möchte dafür 
nichts zahlen wenn ich ehrlich bin.
gruß, thomas

Autor: Helmut S. (helmuts)
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thomas w. schrieb:
> also ich weiß nicht ob das gut für das wäre.
> Gruß, thomas

Deshalb sagen wir dir ja, dass LTspice das kann und dass du das nehmen 
sollst.

Autor: Gast (Gast)
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Tina von TI ist ebenfalls kostenlos.

gruss

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Helmut S. schrieb:
> thomas w. schrieb:
>> also ich weiß nicht ob das gut für das wäre.
>> Gruß, thomas
>
> Deshalb sagen wir dir ja, dass LTspice das kann und dass du das nehmen
> sollst.

OK, hier der Beweis. Aber eigentlich ist das ja Perlen vor die Säue 
werfen so wie du dich mit LTspice zierst.

Autor: thomas w. (Gast)
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ja ok danke =)habt ja recht...wo ich halt bedenken hatte ist ob LTspice 
gratis ist.
gruß

Autor: thomas w. (Gast)
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also ich brauche es ja um nach einem Audio Codec das Signal zu Filtern, 
da ich ja nur bis ca.15 - 18kHz bei Audio brauche.
welche Rolle spielt dabei die Phase?
und wie viel dB sollte ich da Dämpfung haben bei so circa 15kHz??
Gruß

Autor: Michael O. (mischu)
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Mehr als das alle schreiben: es ist gratis - das geht nicht. Probiere es 
aus.

Wieviel Dämpfung:
Das kommt darauf an, welchen Codec (Abtastrate, Bit-Auflösung, 
Oversampling) du nimmst und welche Qualität Du erreichen willst. Ohne 
diese Informationen ist eine Aussage schwer möglich.

Wenn Du aus der i-Pod Generation - immer mit den Stöpseln Drin und auf 
Anschlag hören - kommst, brauchst Du wahrscheinlich kein Antialiasing 
Filter mehr :)

Autor: thomas w. (Gast)
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hier das Datenblatt des Codecs....wäre über eure Hilfe sehr dankbar.
bis jetzt habe ich geplant den Filter wie oben genannt (aus datenblatt)
zu nehmen doch hab jetzt das ganze simuliert und bin mir da nicht mehr 
so ganz sicher ob dieser Filter sinnvoll ist.
gruß

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Thomas,

erhöhe mal in Helmuts Simulation C1, C2, C3, C4 und R7 im gleichen 
Verhältnis und schau was passiert.

Kai Klaas

Autor: thomas w. (Gast)
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danke....das heißt jetzt verschiebt sich einfach die -3dB zurück und ich 
habe früher eine Dämpfung die OK ist.

Wie schaut das eigentlich aus?wann dürfen die -3dB so circa zutreffen 
bei einem Audio Signal, also bei welcher Frequenz.
Weil die theorie sagt ja 20 - 20kHz aber wie jeder weiß stimmt das ja 
nicht weil das hört niemand bzw. nicht mehr.
gruß

Autor: thomas w. (Gast)
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das wäre doch sinnvoll für eine Audioanwendung oder??
gruß, thomas

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Also Faktor 2 solltest du in der Grenzfrequenz wieder höhergehen.
Du hast ja schon -3,5dB bei 10kHz.

Du kannst deine Bildchen aus dem Waveform Viewer auf 10kB eindampfen.
Tools -> Copy bitmap to Clipboard
Dann mit Paint als ".gif" speichern.

Autor: thomas w. (Gast)
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und welche Bauteile muss ich dabei ändern?
also welche Werte?
und ich bin auf diese Kurve durch probieren gekommen....ist es sinnvoll 
die Bauteile einfach zu ändern und schaun was rauskommt oder sollte ein 
best. Verhältnis bestehen bleiben?

wenn ich ehrlich bin hab ich die genaue Funktion noch nicht verstanden, 
oder ist das e richtig das das ganze als Buffer + Filter wirkt??
weil Antialiasing filter ist das ja nicht wirklich oder?
danke für eure Hilfen ihr seit echt toll...

gruß, thomas

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Lass die Originalwerte der Bauteile und "drehe" nur am 
Ausgangskondensator.

2,2nF, 4,7nF oder 10nF.

Natürlich nimmt man auch nicht die krummen Widerstandwerte sondern 
welche aus der E12 oder der E24 Reihe.


Ich denke die gehen von einem Delta-Sigma D/A-Wandler aus. Da braucht 
man kein extrem steiles Filter bei 20kHz. Alle Welt nimmt für Audio 
Delta-Sigma Wandler.

Autor: thomas w. (Gast)
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ich habe halt C1 & R7 um eine 10er Potenz erhöht.
weiß nicht ob das zulässig ist.

ja das mit E12 und E24 ist e klar.

ja ich verwende einen Sigma Delta Wandler nur die Frage ist wirkt das 
ganze als Buffer und Filter oder hat das sonst noch eine Funktion?

gruß

Autor: thomas w. (Gast)
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hab auch eine Schaltung gesehen die parallel zum Ausgangskondensator 
einen 49R9 gehängt haben...ist das nur zum simulieren von kopfhörern 
oder wie?
gruß

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Das wirkt auch als Filter.

Nimm die Schaltung aus dem Datenbuch, aber ändere die Werte auf die 
E12-Reihe.

Einzig den erwähnten Ausgangs-C solltest du ändern, wenn du etwas mit 
der Bandbreite runtergehen willst. Aber wie schon gesagt, für 
Delta-Sigma ist wahrscheinlich kein steileres Filter nötig.

Denk an deine Gäste mit den "goldenen" Ohren". Die werden dich 
steinigen, wenn du sagst: "Ich habe die -3dB Grenze auf 25kHz 
reduziert". Unter 50kHz kannste da nicht kommen, sonst sind die 
Fledermäuse beleidigt.

Bitte nicht alle Sprüche ernst nehmen. :-)

Autor: thomas w. (Gast)
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is ok....wer 20kHz hört verdient meinen Respekt aber ich weiß was du 
meinst =)
danke..
gruß

Autor: thomas w. (Gast)
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muss man beim Layouten hier auch aufpassen??nicht wirklich oder??weil HF 
ist es ja noch lange nicht...

Autor: thomas w. (Gast)
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und keine angst ich nehme nicht alles ernst!
ein bisschen Spaß muss sein.
danke für deine tolle Hilfe.

gruß, thomas

Autor: Helmut S. (helmuts)
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thomas w. schrieb:
> muss man beim Layouten hier auch aufpassen??nicht wirklich oder??weil HF
> ist es ja noch lange nicht...

Der Schaltungsknoten am -Eingang des Opamp sollte räumlich klein 
gehalten werden, da Störspannungen die da eingekoppelt werden extrem 
verstärkt werden.
Nah an die Versorgungspins gehört jeweils ein Keramik C mit 100nF.

Autor: thomas w. (Gast)
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das mit den 100nF war mir klar weil das ist ja eigentlich überall so, 
aber was meinst du mit Schaltungsknoten klein halten?

gruß

Autor: Helmut S. (helmuts)
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thomas w. schrieb:
> das mit den 100nF war mir klar weil das ist ja eigentlich überall so,
> aber was meinst du mit Schaltungsknoten klein halten?
>
> gruß

Du sollst nicht 10cm Leitung an dem Knoten haben sonden 2cm. In dieser 
Summe=2cm sind die Verbindungsleitungen zu allen Bauteilen enthalten die 
an diesen Knoten gehen.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Helmut S. schrieb:
> thomas w. schrieb:
>> das mit den 100nF war mir klar weil das ist ja eigentlich überall so,
>> aber was meinst du mit Schaltungsknoten klein halten?
>>
>> gruß
>
> Du sollst nicht 10cm Leitung an dem Knoten haben sonden 2cm. In dieser
> Summe=2cm sind die Verbindungsleitungen zu allen Bauteilen enthalten die
> an diesen Knoten gehen.

Es geht um diese Verbindungsleitungen. Summe=<2cm

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Thomas,

>Wie schaut das eigentlich aus?wann dürfen die -3dB so circa zutreffen
>bei einem Audio Signal, also bei welcher Frequenz.
>Weil die theorie sagt ja 20 - 20kHz aber wie jeder weiß stimmt das ja
>nicht weil das hört niemand bzw. nicht mehr.

Natürlich kann kein erwachsener Mensch 20kHz hören, dennoch wählt man 
die Grenzfrequenz des analogen Tiefpaßfilters recht hoch, da schon bei 
viel niedrigeren Frequenzen die Phasenverschiebung beachtliche Werte 
annimmt. Das alleine ist zwar noch nicht schlimm, aber aufgrund der 
Toleranzen der Filterbauteile kann sich der Phasengang im hörbaren 
Bereich zwischen linkem und rechtem Kanal schon deutlich unterscheiden, 
was dann durchaus wahrnehmbar ist.

Üblich ist ein Abfall von 0,3...0,5dB bei 20kHz.

>ich habe halt C1 & R7 um eine 10er Potenz erhöht.
>weiß nicht ob das zulässig ist.

Es geht hier um die genauen Verhältisse zwischen den Widerstandswerten 
und Kapazitätswerten. Um eine niedrigere Grenzfrequenz zu erhalten, bei 
gleicher Kurvenform (!), erhöhst du beispieslweise alle Kondensatoren, 
also C1, C2, C3, C4 und C5 um den gleichen Faktor. Oder du erhöhst alle 
Widerstandswerte um den gleichen Faktor.

Da C5 für den OPamp aber schon recht groß ist und eine erhebliche 
kapazitive Last darstellt, habe ich dir empfohlen C1 bis C4, und statt 
C5 lieber R7 zu vergrößern. Alle um den gleichen Faktor. Also 
beispielsweise die Werte von C1, C2, C3, C4 und R7 verdoppeln. Das 
verschiebt dir die Grenzfrequenz des Filters um eine Oktave nach unten, 
läßt die Kurvenform aber unverändert.

>Einzig den erwähnten Ausgangs-C solltest du ändern, wenn du etwas mit
>der Bandbreite runtergehen willst.

Was Helmut dir hier empfiehlt, ist, nur C5 zu vergrößern. Damit 
vergrößert du aber nur die Zeitkonstante eines Poles des Tiefpaßfilters, 
was zwar auch die Grenzfrequenz nach unten verschiebt, gleichzeitig aber 
die Kurvenform verändert, indem sie abgeflacht wird. Er empfiehlt dir 
das wahrscheinlich, damit du nicht zuviele Probleme damit hast, die 
richtigen Bauteilwerte zu finden.

Kai Klaas

Autor: thomas w. (Gast)
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dankeschön =)
aber nur noch zurückzukommen auf die 20kHz...das hört fast niemand 
mehr....hab das schon öfters ausprobiert und ich bin noch jung! (oder 
ich bin einfach von lauter Musik geschädigt!)
gruß, thomas

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Noch ein Tipp.

Es isz nicht einzusehen warum man im unteren Teil der Schaltung die 
halben Widerstandswerte und doppelten C-Werte nimmt.
Nimm in beiden Hälften die gleichen Werte. Da spart man beim 
Bauteilekauf und der Lagerhaltung.

Autor: thomas w. (Gast)
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ok danke.
mit dem Lager hab ich keine Probleme da ich so und so alles kaufen muss.
bin noch in der Schule.

gruß, thomas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Helmut,

>Es isz nicht einzusehen warum man im unteren Teil der Schaltung die
>halben Widerstandswerte und doppelten C-Werte nimmt.

Dafür gibt es sicherlich einen Grund, wenn der Hersteller das so 
empfiehlt. Vielleicht arbeitet der AD1937 nur symmterisch, wenn er diese 
Impedanzen am Ausgang sieht?

Kai Klaas

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