Ich möchte einige aktive Bandpassfilter dimensionieren. Diese benötige ich, um ein Audi-Signal in 13 Bänder zu unterteilen, die dann jeweils von einem LM3916 visualisiert werden. Erstmal nichts wildes, doch ist das Internet noch nicht willens, mir seriöse Informationen zu liefern. Leider hab ich kaum Bauteile hier um es einfach zu testen. Um eine Zweitbestellung unnötig zu machen frage ich lieber mal nach. http://sound.westhost.com/p63-f1.gif Ich habe mich für diesen Multiple Feedback Bandpass Filter entschieden, da er wenig Bauteile benötigt. Ich bin mir noch nicht sicher, ob er die Bänder scharf genug trennt. (Sehe ich es richtig, dass ich in einem solchen Fall einfach mehrere identische BPF hintereinander schalten kann, um die Trennschärfe zu erhöhen) Nun zur eigentlich Frage: Ich suche mir für C1 = C2 einen Wert aus (zb 330nF) und nutze dann folgende Formeln für die 3 Widerstände? R1 = Q/(2*Pi*f*C) (wobei f=Mittenfrequenz des Bandes) R2 = R1/(2*Q²+A) (wobei A =1) R3 = Q/(Pi*f*C) = 2*R1 Als Q würde ich 4 wählen, da ich glaube, dass das genügt. Hat da jemand Erfahrungsberichte, Tips, Verbesserungen? Wenn die Bänder alle schön getrennt vorliegen wollte ich sie möglichst simpel verstärken, gleichrichten und glätten. ZB Verstärker mit OPAmp + Diode + C. Ist diese Vorgehensweise ausreichend?
Als ganz gutes Hilfsmittel zur Bestimmung von Filtern hat sich FilterPro von Texas Instruments bewährt. Das zeigt dir dann auch den Filterverlauf an. Kannst du auf deren Webseite frei holen.
Muss zu meiner Schande gestehen, dass ich da mit einigen Sachen nicht klar komme. Womöglich kannst du mir weiter helfen: Ich nutze den Wizard und wähle Bandpass Gain bleibt bei 1, Center Frequency ist auch klar, doch wie sollte der Ripple gewählt werden? Welcher Ordnung sollte der BPF sein? 4ter? Wenn ich 4ter Ordnung wähle und den multiple Feeback Typ wähle, kommen keine 2 identisch dimensionierten Filter raus. Wieso?
>Ist diese Vorgehensweise ausreichend? Was spricht gegen digitalisieren, eine Fouriertrafo und gut ist ? Das sind im Wesentlich nur ein paar Multiplikationen und Additionen. Plus eine Sinus Tabelle. Ein AVR hat nicht den noetigen Dampf dafuer in Echtzeit.
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>Ich möchte einige aktive Bandpassfilter dimensionieren. Diese benötige >ich, um ein Audi-Signal in 13 Bänder zu unterteilen, die dann jeweils >von einem LM3916 visualisiert werden. Ein brauchbares Filter für einen Oktavband Audio Spektrum Analyser findest du im Anhang. Du siehst, daß dort zwei geringfügig gegeneinander verstimmte Bandpässe in Serie geschaltet sind. Die Schaltung zeigt ein 1kHz Filter. Für die Nachbarbänder vergrößerst bzw. verkleinerst du die Zeitkonstanten einfach um den Faktor 2. Ähem, die Bauteilewerte solltest du schon ziemlich genau treffen. 1%-ige Bauteile aus der E24-Reihe sind schon das Minimum! Kai Klaas
Sehe gerade, daß ich an zwei Stellen übereifrig gerundet habe. Es sollte besser heißen: R11=1,35k R12=2,03k Kai Klaas
Dachte nicht, dass man so genau arbeiten muss. Wie verdoppele / halbiere ich die Zeitkonstante? Genauer: Wie hast du die Widerstände berechnet? Mir wären die Formeln lieber, da ich dann variabeler in der Bänderanzahl bin. @Heia Jetzt-aber Zu der digitalen Variante: Würde das natürlich sehr gerne mit wenig Bauteilen und einem µC realisieren. Ich nutze jedoch ausschließlich PIC und bin mir kaum im klaren darüber, wie das funktionieren würde. Vielleicht hast du ja eine gute Quelle, die das erklärt.
Ein DSPic haette eine Chance. Eine FFT dazu koennte man sicher beim Hersteller herunterladen. Wenn aber die Theorie dazu fehlt, macht es wenig Sinn.
Du willst doch nur visualisieren und keine Spektren messen. Da sollte eine einstufige Lösung mit Q= 2..4 ausreichend sein. Ich hätte da 13 Bandpassfilter 1. Ordnung genommen, beginnend mit 50Hz und deren Mittenfrequenz um den Faktor 1.6 jeweils vergrößert - bis die oberste bei ca. 15kHz liegt. Ggf. kann man das untere Filter durch einen TP und das obere durch einen HP ersetzen. Jede einzelne Stufe dann mit FilterPro berechnen lassen (einfacher Bandpass) und diese parallel an die Quelle angeschlossen. Je ein OPA pro Band. Natürlich kann man, wie Kai Klaas es vorgeschlagen hat, die Bänder jeweils breiter und steiler machen, aber für den Zweck scheint es mir übertrieben. Denn es spielt doch keine Rolle, wenn die Summe über die einzelnen Teile einige dB Ripple hat. Das wirst du zwar beim Duchstimmen mit einem Sinus sehen, aber kaum bei einem normalen Audio-Musiksignal. Die Formeln für so eine Stufe sind bestimmt in der einschlägigen Literatur zu finden (vermute mal, im Tietze-Schenk ist das drin) - zur Not muss man sich hinsetzen und etwas komplexe Rechnung üben.
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>Wie verdoppele / halbiere ich die Zeitkonstante? In dem du alle Widerstände verdoppelst bzw. halbierst. Du kannst stattdessen auch alle Kondensatorwerte verdoppeln bzw. halbieren. >Genauer: Wie hast du die Widerstände berechnet? Ich habe mir eine fertige Schaltung aus einer Bauanleitung zur Brust genommen und mit TINA auf geringsten Ripple hin optimiert. >Mir wären die Formeln lieber, da ich dann variabeler in der Bänderanzahl >bin. Bin mir nicht mal sicher ob es dafür überhaupt Formeln gibt. Es gibt sicherlich Formeln für Terz-Analyser oder Oktav-Analyser. Aber für Analyser mit variabler Bänderzahl habe ich noch keine gesehen. Ich habe dir im Anhang mal ein einfacheres Bandpaßfilter dem aufwendigeren gegenüber gestellt. Das Problem bei dem einfacheren Filter ist nicht so sehr der Ripple, sondern vielmehr, daß die Nachbarkanäle zu stark einstreuen. Für eine annehmbare Nachbarkanaltrennung brauchst du schon steile Flanken. Steile Flanken gehen aber einher mit schmaler Bandbreite, sodaß du mit einem einzelnen Filter niemals steile Flanken und ausreichende Bandbreite zugleich haben kannst. Deshalb verwendet man bei Oktavband-Analysern üblicherweise zwei steilflanke Bandpässe, die geringfügig gegeneinander verstimmt werden, um auf die ausreichende Bandbreite zu kommen. Terzband-Analyser verwenden sogar drei gegeneinander verstimmte Bandpässe pro Kanal. Vielleicht erzählst du ja einfach mal genauer, was du überhaupt vor hast? Kai Klaas
Vielen Dank erstmal für die ganzen Informationen. Ich glaube, damit komme ich schon sehr weit. Also besser als im Anfangsposting kann ich mein Vorhaben kaum beschreiben. Es sollen halt 13 (womöglich auch nur 10) Balken aus je 10 LED's genutzt werden um ein Audio-Signal zu visualisieren. Dies soll wie bei einem Audio-Spectrum-Analyser geschehen. Also Frequenzen Aufteilen und dann jeweils einem Balken zuweisen. Audiosignal aus mp3 Player gewinnen Signal verstärken alle Bandpässe parallel anschließen alle Ausgangsspannungen gleichrichten jeweils ein LM3916 zum treiben der 10 LED's Wenn ich nen schaltplan fertig habe werde ich mich nochmal melden. Wahrscheinlich stoße ich bis dahin noch auf das ein oder andere Problem, bei dem ich Hilfe brauche.
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