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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik dieses LC-Netzwerk berechnen.


Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Moin, moin!
Würde gerne wissen welche Frequenzen in diesem LC Netzwerk (?) gefiltert 
werden? Selbst ausrechnen kann ich es leider nicht, dafür reicht mein 
Wissen leider nicht aus... Kann mir jemand behilflich sein? Es handelt 
sich meiner Meinung nach um die Bauteile auf der Steckkarte die mit 
MO-12 bezeichnet ist. Das ganze gerät ist ein alter Summierverstärker in 
0-ohm technik aus dem Rundfunkbereich. Danke schonmal im Voraus,
Gruß
D.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Nicht rechnen, simulieren! Beispielsweise mit TINA von Texas Intruments, 
wie im Anhang.

Kai Klaas

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Oh, das ist aber mal ein Service! Danke für die Info!
Könntest Du mir das noch etwas genauer erklären? Formen die Bauteile 
genau diese Kurve, oder hört das Messsignal bei 60khZ auf? Was hätte 
diese Kurve im Frequenzgang (und vor allem im Phasengang) für einen 
Sinn? Was ist das denn genau für ein Filter? Ein Kondensator parrallel 
zur Drossel ist doch eigentlich eine Bandsperre...oder? Ist das 
interessant... Danke!
Gruß
D.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Irgendein Störsignal bei 60KHz unterdrücken. Eventuell 
anwendungsspezifisches Mikrofon. Wenn die parasitären Elemente 
berücksichtigt werden könnten, könnte die Kurve auch woanders landen!

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Was wären denn in diesem Fall die parasitären Elemente?
Aus dem Schaltplan geht für mich nicht sicher hervor um welche Kapazität 
es sich  bei einigen Kondensatoren handelt. Ist es sicher dass es sich 
bei allen um nf handelt? Oder ergibt sich dass aus der Zusammenstellung 
der Schaltung? Hätte es nicht auch ein einfacher Tiefpass getan?
RG ist übrigens 5,11k
Danke,
D.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Woher kommen denn die 100k in der Simulation? Die kann ich im Schaltplan 
nicht entdecken, bzw. doe 100k dort gehen ja nicht direkt auf gnd...
D.

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Direkt nicht, die 100k sind aber mit 10uF gegen GND gekoppelt 
(schwebende Masse), insofern stimmt das schon.

Abgesehen davon wäre auch das noch egal, weil der Verstärker symetrisch 
arbeitet und daher in diesem Masseausgleichspunkt theoretisch(!) kein 
Strom fliesst.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Könntest Du mir das noch etwas genauer erklären? Formen die Bauteile
>genau diese Kurve, oder hört das Messsignal bei 60khZ auf? Was hätte
>diese Kurve im Frequenzgang (und vor allem im Phasengang) für einen
>Sinn? Was ist das denn genau für ein Filter? Ein Kondensator parrallel
>zur Drossel ist doch eigentlich eine Bandsperre...oder? Ist das
>interessant... Danke!

Das ist ein Cauer-Tiefpaßfilter 3. Ordnung, auch elliptisches Filter 
genannt, gekennzeichnet durch einen steilen Anfangsabfall unmittelbar 
oberhalb der Grenzfrequenz, steiler als gewöhnliche Tiefpaßfilter 3. 
Ordnung, wie Butterworth etc. Allerdings weisen diese Filter einen 
charakteristischen Einbruch (hier bei 60kHz) auf, oberhalb dessen 
Frequenz die Filterdämpfung wieder ansteigt. Wenn nicht gerade eine 
Störung von 60kHz unterdrückt werden soll, dann liegt dieser Einbruch 
nur zufällig bei 60kHz. Er liegt bei ungefähr dem dreifachen der 
Grenzfrequenz des Filters, kann aber je nach gewünschter Filterkurve 
stark schwanken. Der Einbruch wird verursacht durch die Parallelresonanz 
der 2,2mH Induktivität und 3,3nF Kapazität, bei der die Impedanz der 
Parallelschaltung und dadurch die Filterdämpfung maximal wird.

Der Grund für ein solches steilflankiges Filter ist oft in der 
Studionorm zu finden, die einen steilflankigen Abfall über 20kHz 
fordert. Da gute Operationsverstärker früher sehr teuer und 
stromfressend waren, hat man oft versucht diese Filterung mit passiven 
Filtern zu realisieren.

Kai Klaas

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Waren NE5532/4 eigentlich der letzte Schrei so um 1985 ?
Ich meine bei dem Preisen dieser Firma. OK, LTC war wohl gerade erst in 
den Träumen von Williams...
Aber erwartet hätte ich selektierte Einzeltransistoren.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Danke für die ausführlichen Erklärungen! Ist ja sehr interessant... Habe 
mal ein bisschen recherchiert, jetzt wo ich überhaupt erst weiss wonach 
ich suchen muss. War ja scheinbar ne recht ordentliche Leistung dieses 
recht aufwendige Filter zu der damaligen Zeit zu berechnen. Leider ist 
der Phasengang ja nicht so das gelbe vom Ei. Das müsste man ja wenn man 
es a/b vergleichen könnte (mit Filter, ohne Filter) deutlich hören, 
richtig?
Woran erkennt man die Ordnung des Filters, an der Anzahl der Spulen? 
Interessant wär es ja auch mal andere OPs zu probieren... Was käme denn 
als "besserer" Ersatz bei genau dieser Schaltung in Frage (ohne dass man 
jetzt die ganze Schaltung neu  abgleichen müsste, man liesst ja viel 
über OP-tausch in diesen "HiFi-Foren")? Oder ist das Quatsch?
D.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Der LT1028 ist so mit an der Spitze. Immer gut für einen Versuch, wenn 
Geld nicht so die wesentliche Rolle spielt.

Sind die Teile denn gesockelt?

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Geld spielt keine Rolle! Schön das mal zu sagen... Hast Du eigene 
Erfahrungen mit dem LT1028 gemacht, oder gehst Du nach den Daten? Alle 
ICs sind gesockelt. Was ist mit OPs von BB oder That?
D

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Na dann. Paßt der Sockel, Quellwiderstand ->> Rauschwiderstand 
Anpassung, Spannungsbereich ok? Das wars im wesentlichen.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Im Grunde genommen sollten ja alle DIP 8 passen, die gleiche, bzw 
ähnliche Werte wie die des NE5532/4 haben, oder? Warum ist der 
Verstärker eigentlich Symmetrisch aufgebaut? Es ist doch recht einfach 
mit einem Trafo zu Symmetrieren/Asymmetrieren. Desweiteren müsste man 
nicht auf exakt gleiche Bauteilwerte für 0/180 grad achten...
D.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Mit einem vollsymmetrischen Design erreicht man bessere Werte.

Probier doch einfach diverse OpAmps aus. Die meisten Geräte haben eh 
einen 4558 drinnen und die allermeisten Leute sind damit zufrieden. Du 
hast es bereits eine Klasse besser drin :-)

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Ich habe noch so einen Summierverstärker übrig, da werd ich mal mit 
einer Seite experimentieren. Sind ja zwei Kanäle auf einer Platine 
drauf, da kann man super a/b vergleichen. Die Filterkarte werde ich 
testweise auch mal überbrücken... Kann ich die üblichen Verdächtigen OPs 
alle asymmetrisch mit Strom versorgen so wie im Schaltplan?
Danke für die vielen Infos!
D.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Normalerweise ja, denn der OpAmp weiß nicht wo die Elektronen herkommen. 
Die Mittenspannung muß einfach nur stabil genug sein. Allerdings sind 
viele neuere Typen ziemlich niederspannungsmäßig drauf. Manche sterben 
schon bei 10V.

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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Diehlmann D. schrieb:
> War ja scheinbar ne recht ordentliche Leistung dieses
>
> recht aufwendige Filter zu der damaligen Zeit zu berechnen.

Nö nicht wirklich. Cauer hat die Grundlagen dazu in den 40er Jahren des 
letzten Jahrhundert dazu gelegt. Die Rechnung geht eigentlich ganz 
einfach an Hand Tabelle über normierte Tiefpassfilter.
Man braucht nur das entsprechende Filter das auf 1Hz und 1 Ohm Impedanz 
ausgelegt auf die entsprechende Frequenz und Impedanz umzurechnen.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Abdul,

>Waren NE5532/4 eigentlich der letzte Schrei so um 1985 ?

Der NE5532/4 hat auf jeden Fall mal den Vorteil, am Ausgang 600R Lasten 
treiben zu können. Das konnten damals nicht viele OPamps.

Was den Frequenzgang und den Klirrfaktor angeht, dürften wohl die 
Übertrager das schwächste Glied in der Kette sein.

Diese kunstvollen Übertragerschaltungen von früher waren oft eine 
Spielwiese für überbezahlte Ingenieure. Heute kann man sich diesen 
fragwürdigen Mehraufwand kaum noch leisten.

Kai Klaas

Autor: Bussard (Gast)
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Hallo,
die Schaltung schaut sehr nach einem in "guten" Radios auch häufig 
verbautem MPX-Filter aus, realisiert durch einen Tiefpass mit ca. 60 
(58kHz) Grenzfrequenz. Der dient zur Unterdrückung von Mischprodukten 
bei der Stereodekodierung (DeMultiPleXing), die bei Billigempfängern zu 
einem Zischeln vor allem bei schwachen Stereosendern führt (hört man 
auch heute noch oft). Wichtig war noch eine starke Unterdrückung bei 
118kHz. Wenn das Rechenmodell dort auch noch einen maximalen Filterpunkt 
besitzt, ist es genau so ein Filter.
siehe auch [[http://de.wikipedia.org/wiki/Stereodecoder]]

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Hallo Bussard -

Klingt interessant. Nun weiß ich also wieso ich so oft lieber Mono als 
Stereo hörte und immer noch. Die allermeisten Empfänger dürften demnach 
'billisch' sein.

Bei näherer Betrachtung findet man fast immer einen Grund für eine 
bestimmte Schaltungsauslegung - auch wenn oft das Wissen dazu 
mittlerweile im Altersheim senil vor sich hin dämmert.


---
Kai, du meinst die Schlipsträger mit Vorzimmerdame?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Bussard,

>die Schaltung schaut sehr nach einem in "guten" Radios auch häufig
>verbautem MPX-Filter aus, realisiert durch einen Tiefpass mit ca. 60
>(58kHz) Grenzfrequenz. Der dient zur Unterdrückung von Mischprodukten
>bei der Stereodekodierung (DeMultiPleXing), die bei Billigempfängern zu
>einem Zischeln vor allem bei schwachen Stereosendern führt (hört man
>auch heute noch oft).

Das ist ja letztlich genau der Grund für die von der Studio- bzw. 
Rundfunknorm geforderten Bandbreitenbegrenzung, um Intermodulationen mit 
anderen wichtigen technischen Frequenzen zu vermeiden.

Für die Filterung kann es hier aber auch noch andere Gründe geben: 
Kompensierung der bei hohen Frequenzen abnehmenden 
Gleichtaktunterdrückung, Unterdrückung von Resonanzen im Frequenzgang 
des Übertragers oder auch einfach das Frisieren der Klirrfaktor-Meßwerte 
bei höheren Audiofrequenzen.

>Wichtig war noch eine starke Unterdrückung bei 118kHz. Wenn das
>Rechenmodell dort auch noch einen maximalen Filterpunkt besitzt, ist es
>genau so ein Filter.

Damit kann ich leider nicht dienen. Das Cauer-Filter 3.Ordnung hat nur 
einen Einbruch. Bei 118kHz ist die Dämpung praktisch wie bei 100kHz.

@Abdul,

>Kai, du meinst die Schlipsträger mit Vorzimmerdame?

In diesen Kreisen habe ich mich nie bewegt...

Kai Klaas

Autor: Bussard (Gast)
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Hallo Kai,

da hast du Recht, hab das Filter auch mal in das (für mich neue) Tool 
von TI eingegeben. Aber > 40dB Dämpfung der Störfrequenzen ist schon für 
sich ein recht guter Wert. Habe solch Filter mit 2 LC-Filtern und 
Transistor-Durchlassdämpfungs-Ausgleichverstärkung (was für ein Wort) 
mal massig aufgebaut, da kam dann noch Sperrfrequenzabgleich auf 114kHz 
(hab ich oben falsch gesagt (3. OW von 38kHz)) und Abgleich auf gleiche 
Gruppendurchlaufzeit hinzu und dann ist stereo schon bei schwachem 
Signal sauber hörbar.
Wer heute noch UKW hört (Stichwort Autoradio), kennt sicher den 
Unterschied. Heute leicht nachrüstbar ;-)
Gruß Volker

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Leicht?? Hast du schonmal ein Autoradio geöffnet??

Autor: Bussard (Gast)
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Hallo Abdul,
klar, schon viele. Und fast immer wieder heiler als zuvor 
zusammengebaut. Ich geb' zu, mein Gebiet ist mehr die Hard- als die 
Software ;-) .
In Bastelkeller, Garage und Grillecke versehen ehemalige Autoradios 
ihren Dienst, da reicht wegen der hohen Empfindlichkeit immer schon eine 
Drahtantenne, und so um die 5 bis 6 Sendertasten reichen mir völlig aus.
Gruss Volker

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Heute morgen war es soweit, ich habe mal spaßeshalber die Filterkarte 
auf einer seite ausgelötet und R13 mit c1 verbunden. Dann habe ich einen 
Hörtest gemacht... Leider mit dem Ergebnis, dass die Seite mit 
Filterkarte besser klang. Etwas mehr höhen und etwas mehr impulse. Die 
Seiten habe ich mit einem 1Khz-Ton auf gleichen Pegel eingestellt (mit 
Fadern, aber es gab eigentlich ga keinen Pegelverlust). Dann habe ich 
mehrere Leute Blind hören lassen, sie sind alle zum gleichen, genannten 
Ergebnis gekommen! Kann es sein dass die schlauen Neumann.Ingenieure den 
verdrehten Phasengang irgendwo in der Schaltung wieder korrigiert haben? 
Hätte jetzt gedacht das man einen großen Unterschied hören würde... Auf 
meinem Goniometer konnte man allerdings feststellen dass bei gleichem 
Signal L/R kein Strich zu sehen war sondern ein langgezogenes Oval, 
welches zeigt das die *hasenbeziehung zueinander nicht stimmt. Hätte ich 
R13 und C1 auch noch brücken müssen?
Danke,
D.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Heute morgen war es soweit, ich habe mal spaßeshalber die Filterkarte
>auf einer seite ausgelötet und R13 mit c1 verbunden.

Phasengänge kann man nicht hören, solange sie für linkes und rechtes Ohr 
genau gleich sind.

>Leider mit dem Ergebnis, dass die Seite mit Filterkarte besser klang.
>Etwas mehr höhen und etwas mehr impulse.

Was ja auch kein Wunder ist, da das Filter die Höhen um rund 1dB bei 
15kHz anhebt.

>Auf meinem Goniometer konnte man allerdings feststellen dass bei gleichem
>Signal L/R kein Strich zu sehen war sondern ein langgezogenes Oval,
>welches zeigt das die *hasenbeziehung zueinander nicht stimmt.

Genau das darf nicht sein. Beide Kanäle müssen zueinander in Phase sein. 
Sonst klingt es immer Müll.

Kai Klaas

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Danke für die ganzen Infos! TINA ist wirklich sehr praktisch. Daurch 
erspare ich mir bestimmt einige Fragen hier. Eine Hätte ich allerdings 
noch:
Wie kann das prinzip des Summierverstärkers hier funktionieren, wenn die 
zu summierenden Signale durch einen Übertrager vom OPV entkoppelt sind?
Auf Bald...
Gruß
D.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Die OpAmps summieren nichts, sondern puffern die beiden/symmetrischen 
Leitungen der Übertrager. Erkennbar daran, das beide Signale auf jeweils 
den positiven Eingang gehen. Könnte natürlich auch der negative jeweils 
sein.

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Aha, dachte dass es wichtig ist, das am Punkt "S" unbedingt eine 
Verbindung bestehen muss. Oder reicht es wenn der Übertrager die 
Wechselspannung 1:1 überträgt? Heisst das im Umkehrschluss, dass der 
zweite Verstärker nur das Tiefpass-Filter gegen die Aussenwelt puffert?
Gruß
D.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Heisst das im Umkehrschluss, dass der zweite Verstärker nur das Tiefpass->Filter 
gegen die Aussenwelt puffert?

Also, falls du jetzt die NE5532 meinst, dann ist der Grund für die 
doppelten OPamps einfach die 600R Treibbarkeit. Da der Ausgangstrafo 
symmetrisch getrieben wird, sieht jede Kombination eine 300R Last, wenn 
ausgangsseitig 600R hängen. Und da jeder NE5532 nur 600R treiben kann, 
brauchst du eben jeweils zwei parallel.

Kai Klaas

Autor: Diehlmann D. (diehlmann)
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Ja, die meine ich. Ist es richtig das der ganze Verstärker die 
Verstärkung 1 hat, und "lediglich" für die korrekte summierung zuständig 
ist, aber das summierte Signal nicht imm Pegel ändert?. Das Datenblatt 
sollte den Ausgangstrafo beschreiben. Ist es der Lastwiderstand von 
600-1000 ohm der an den ne´s  hängt! Die Datenblätter zu Neumann, bzw. 
Rundfunkmodulen gibt es auf audio.kubarth.com/rundfunk
Gruß
Tilmann

(PS, gibt es eine freeware-Programm mit dem ich eine Impulsmessung dr 
Trafos durchführen kann?)

Autor: unwissender (Gast)
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Kann mir jemand sagen wieso die nicht invertierenden Eingänge der beiden 
NE5532 nicht parallel am Hochpass liegen? Liegt es am Eingangswiderstand 
des OP?
Und noch eine: Welchen Sinn hat der Kondensator C3/C4?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Ich habe nicht genau verstanden, was du geschrieben hast.

Hängst du an die Ausgangswickung eines solchen 1:1 Transformators einen 
600R Lastwiderstand, sieht die Einganswicklung des Trafos für die NE5532 
ebenfalls wie ein 600R Widerstand aus. Google mal nach 
Impedanztranformation bei Transformatoren.

Im Ton-Studio ist es üblich mit 600R Lasten zu arbeiten, deswegen muß 
dieser Summierverstärker natürlich auch in der Lage sein, 600R Lasten zu 
treiben.

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Kann mir jemand sagen wieso die nicht invertierenden Eingänge der beiden
>NE5532 nicht parallel am Hochpass liegen? Liegt es am Eingangswiderstand
>des OP?

Nein, weil man sich wohl ein Entkoppelnetzwerk (R7/C3) sparen will.

>Und noch eine: Welchen Sinn hat der Kondensator C3/C4?

Die bewirken eine "Phase Lead" und unterdrücken Schwingneigung, wenn am 
Ausgang des Transformators kapazitive Lasten, wie lange Kabel, 
angeschlossen werden.

Kai Klaas

Autor: unwissender (Gast)
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Danke

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