Filter "umdrehen"

[Christian (Gast)]

Hallo!

Ich habe eine Schaltung die am Eingang einen RC Tiefpassfilter besitzt.
Nun möchte ich vor den Eingang eine Schaltung packen, die dafür sorgt, 
dass die Übertragungsfunktion über den gesamten Frequenzbereich 1 ist.

wie die Übertragungsfunktion auszusehen hat, ist mir klar, aber nicht 
wie ich das Schaltungstechnisch realisieren.

Weiss jemand Rat wie die kompensierende Schaltung aussehen muss?

Ich habe gerade ein Brett vor dem Kopf. Ist das Problem so kompliziert, 
oder ich so dumm? :-)



Hier etwas ASCII-Art:

     __
----|____|---+-------
       R     |
            ---
            ---  C
             |
             |
            GND


Wie muss die Schaltung davon aussehen, die den RC-Filtereffekt genau 
kompensiert?


Gruß,

Christian

[J.-u. G. (juwe)]

Christian schrieb:
> Wie muss die Schaltung davon aussehen, die den RC-Filtereffekt genau
> kompensiert?

Du brauchst einen Verstärker, der den Frequenzbereich der vom RC-TP 
gedämpft wird, vorher entsprechend anhebt.

[Christian (Gast)]

Aber wie sieht der aus?

Das Besondere an diesem Verstärker muss ja sein, dass er unterhalb von 
"fg" verstärkt und überhalb von fg "nicht abschwächt".

[Martin (Gast)]

Schräglagenentzerrer nennt man das in der Nachrichtentechnik

[Christian (Gast)]

Außer irgendwelchen Kabel- und Satfernsehgedöhns findet man nichts unter 
dem namen :-(

[Harald Wilhelms (Gast)]

Christian schrieb:
> Hallo!
>
> Ich habe eine Schaltung die am Eingang einen RC Tiefpassfilter besitzt.
> Nun möchte ich vor den Eingang eine Schaltung packen, die dafür sorgt,
> dass die Übertragungsfunktion über den gesamten Frequenzbereich 1 ist.
>
> wie die Übertragungsfunktion auszusehen hat, ist mir klar, aber nicht
> wie ich das Schaltungstechnisch realisieren.
>
> Weiss jemand Rat wie die kompensierende Schaltung aussehen muss?
>
> Ich habe gerade ein Brett vor dem Kopf. Ist das Problem so kompliziert,
> oder ich so dumm? :-)
>
>
>
> Hier etwas ASCII-Art:
>
>      __
> ----|____|---+-------
>        R     |
>             ---
>             ---  C
>              |
>              |
>             GND
>
>
> Wie muss die Schaltung davon aussehen, die den RC-Filtereffekt genau
> kompensiert?

Ganz einfach: Du nimmst einen OPV und steckst Dein RC-Glied
in die Rückkopplung. :-)
Gruss
Harald

[Jan84 (Gast)]

ich denk, dann schwingt der OPV.

Übertragungsfunktion eines RC Elementes ist ja 1/(1+RCs)
Also müsste die Umkehrfunktion (1+RCs) sein.
Also das Originalsignal + das differenzierte Signal.

[Oliver J. (skriptkiddy)]

Den RC-Filter komplett kompensieren, ist physikalisch nicht möglich, 
weil die inverse Übertragungsfunktion nicht realisierbar ist. Was man 
aber machen könnte, wäre:

$$F_{komp}=\frac{1}{F_{RC}} \cdot F_{RF}$$

F_RF    .... Realisierungsfilter (Tiefpass 1. Ordnung)
F_komp  .... Kompensationsfilter in Reihe zum RC-Glied
F_RC    .... Übertragungsfunktion des RC-Gliedes

Unterhalb dieser Grenzfrequenz des RF würde der RC-Filter kompensiert 
werden, oberhalb nicht mehr. Diskret aufbauen, kann man das als 
Lead-Lag-Glied. Einfach mal googeln.

Gruß Skriptkiddy

[tsmiiii (Gast)]

Activ oder rein passiv (na jut, eine Übertragungsfunktion von 1 rein 
passiv ist natürlich zugegeben etwas schwierig).

Nevertheless: Frag google doch einfach mal nach Allpass

Als auch sehr interessante Literatur würde ich die Antwort von google 
auf die Frage Linkwitz-Riley sehen.

Das ist immer auch die Frage, in wie weit die Aufgabenstellung 
vollständig beschdrieben ist: sprich ist wirklich eine Schaltung davor 
die einzig erlaubte Lösung?

In wie weit sind Phasenänderungen des Signals gestattet? etc. pp.

[Fred (Gast)]

Christian schrieb:
> Weiss jemand Rat wie die kompensierende Schaltung aussehen muss?

Nimm einen Lötkolben und entferne das C.

[holger (Gast)]

>Nimm einen Lötkolben und entferne das C.

Fred, du bist mein Held;) Die einfachen Lösungen
sind doch immer die besten.

[Christian (Gast)]

Es geht lediglich um das "umdrehen" des Frequenzganges. Die Phase ist 
egal.

Danke für die Tipps, ich werde nachforschen!

Es muss auch wirklich eine Schaltung VOR dem RC-Filter sein. Nach dem 
RC-glied kann nichts mehr geändert werden. Kondensator Rausknipsen geht 
leider auch nicht :-)))

Grüße,

Christian

[A. S. (rava)]

hör auf SkriptKiddy! Ein Filter mit mehr s im Zähler der 
Übertragungsfunktion als im Nenner ist exakt nicht realisierbar, da es 
das Signal differenzieren müsste (so was kann man nur mit im Voraus 
bekannten Signalen machen). Näherungen existieren allerdings:

Beipspielsweise (RCs + 1)/(Ts + 1). Dann kürzt (rein mathematisch) das 
RCs+1 mit dem Tiefpass raus. Dieser Effekt heißt Kompensation.
Das ist aber nur interessant, wenn das Ding dadurch schneller wird als 
vorher, also muss T < RC. T kann aber nicht zu klein werden, weil dann 
allerhand Dreckeffekte auftreten.

Jetzt also die Frage, wie realisiert man (RCs+1)/(Ts+1)?
Das von SkriptKiddy vorgeschlagene LeadLag-Glied tut genau das.
Mir scheint, ein reiner Lag-Compensator genügt auch. Schau mal hier:
http://www.netlecturer.com/NTOnLine/T18_FREQRESP/pageOne.htm#six

wenn du tau als Filterzeitkonstante RC wählst
und a < 1, dürfte das schon was bringen.
Denk aber dran, dass das Gesamtsystem die Verstärkung a hat. Evtl musst 
du den Pegel mit einer weiteren Stufe wieder anheben.


edit: WO das Filter eingebaut wird, ob vorher oder hinterher sollte 
eigentlich egal sein - möglicherweise hat die maximale Amplitude 
(=OPAMP-Versorgungsspannung) Einfluss auf das Ergebnis. Bin aber gerade 
nicht ganz sicher. Die sollte man auf jeden Fall erhöhen können, bei 
Bedarf.

[Frank M. (aktenasche)]

frequenz so hoch wählen, dass der kondensator zur induktiven last wird. 
dann hat sich das problem von selbst erledigt. ;)

wurde bereits alles gesagt: eine vollständige kompensation ist nich 
möglich da es nichts in der natur gibt was in die zukunft schauen kann.

[Jobst M. (jobstens-de)]

Die maximale Spannungssteilheit am Kondensator hängt von der maximalen 
Spannung und dem maximalen Strom Deiner Schaltung ab, die Du davor 
klemmen möchtest.

Was dem am meisten nahe kommt, ist tatsächlich, die selbe R-C-Kombi in 
die Gegenkopplung eines OPVs zu setzen.

         ______
        |      |                    Deine Schaltung
IN o----| +    |
        |      |----+------o OUT - - ---R--+--...
      ,-| -    |    |                      |
      | |______|    |                      C
      |             |                      |
      +-----R-------'                     GND
      |
      C
      |
     GND

Evtl. musst Du allerdings mit Verzerrungen rechnen. Das liegt einfach 
daran, daß höhere Frequenzen wesentlich höher verstärkt werden (müssen), 
als niedrigere und damit die Spannungsgrenzen des OPVs überschreiten.
Schwingen wird er allerdings nicht.


Gruß

Jobst