Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik aktiver Bandpass Operationsverstärker gesucht


von peter (Gast)


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hallo,
ich möchte einen aktiven Bandpassfilter bauen. Der Bandpass soll die 
Frequenzen von 20kHz bis 24khz passieren lassen. Was für ein OP käme für 
so eine Schaltng in Frage?
Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.

MfG
Peter

: Verschoben durch Admin
von Kevin K. (nemon) Benutzerseite


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Mit deinen gmachten Einschränkungen: 99% aller Typen

von peter (Gast)


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Könntest du mir ein paar nennen und auf welche Eigenschaften muss man 
bei der Wahl beachten?

von Jobst M. (jobstens-de)


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peter schrieb:
> Könntest du mir ein paar nennen

TL071,072,074, NE5534, OP07, OPA627, OPA604, uA741, LM324 ...


> und auf welche Eigenschaften muss man
> bei der Wahl beachten?

Welche Anforderungen stellst Du?


Gruß

Jobst

von HildeK (Gast)


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Kevin K. schrieb:
> Mit deinen gmachten Einschränkungen: 99% aller Typen

Das glaub ich nicht!

peter schrieb:
> auf welche Eigenschaften muss man
> bei der Wahl beachten?

Dass sie eine recht hohe Grenzfrequenz (bzw GBW-Produkt) haben. Die 
Sperrbänder sollen ja schließlich auch noch bei höheren Frequenzen 
ausreichend sperren.
Z.B µA741 mit nur 1MHz GBW wird da kläglich untergehen ...

von Jobst M. (jobstens-de)


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HildeK schrieb:
> Z.B µA741 mit nur 1MHz GBW wird da kläglich untergehen ...

Wenn seine Signale nur bis 30kHz gehen, dann nicht.
Aber die Bedingungen muß er noch nennen ...


Gruß

Jobst

von Ina (Gast)


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>ich möchte einen aktiven Bandpassfilter bauen. Der Bandpass soll die
>Frequenzen von 20kHz bis 24khz passieren lassen. Was für ein OP käme für
>so eine Schaltng in Frage?

Ein klassischer Sallen-Key-Bandpaß hat eine Verstärkung von -2Q^2 und 
braucht eine "Open Loop Gain" von 20Q^2 bei der Resonanzfrequenz. Bei 
einem Q von 5 und rund 22kHz Resonanzfrequenz wäre das eine "Open Loop 
Gain" von 500 oder 54dB bei dieser Frequenz. Damit bräuchte er eine 
"Unity Gain Bandwidth" von rund 11MHz.

von Karel M. (marsalek)


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Hallo Ina,
sorry für Thread-Hijacking. Gibt es eine (online-) Quelle, wo die 
Anforderungen an GBP bei verschiedenen Aktivfilter-Topologien 
zusammengetragen sind?
Vielen Dank
Karel

von Ina (Gast)


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>sorry für Thread-Hijacking. Gibt es eine (online-) Quelle, wo die
>Anforderungen an GBP bei verschiedenen Aktivfilter-Topologien
>zusammengetragen sind?

Das ist ganz einfach. Du simulierst die Schaltung und findest die 
Verstärkung einer jeden einzelnen OPamp-Stufe bei der oberen 
Grenzfrequenz bzw. Resonanzfrequenz heraus. Dann verlangst du, daß die 
"Open Loop Gain" dort mindestens um den Faktor 10 größer ist, um noch 
genügend Verstärkung für die verzerrungsmindernde Gegekopplung zu haben. 
Dann rechnest du das mit der üblichen Steigung der "Open Loop Gain 
versus Frequency" von rund -20dB/Dekade auf die "Unity Gain Bandwidth" 
um.

von Klaus D. (kolisson)


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Ein Hochpass gefolgt von einem Tiefpass wäre ein Bandpass.
mit Linkwitz-Riley crossover network calculator program
kommst du bei Google schon weiter.

Was Autor: Ina (Gast)  da schreibt ist für mich zu kompliziert
aber ich glaube das mal.

Andererseits kommst Du mit den Linkwitz Riley Dingern schon gut hin.
Als OPV würde ich mal nen DIL-8 Sockel vorschlagen.
Dar hinein  würde ich dann einen MC34072 stopfen und mal testen,
ob es den Anforderungen gerecht wird.

Bitte beachte aber immer den verarbeitbaren SpannungsBereich der 
jeweiligen OPV.

Klaus

von peter (Gast)


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Ich habe ein PWM Signal mit unterschiedlichen frequenzen (von 21khz bis 
23khz).dieses Signal will ich über einen Bandpass schicken, damit die 
Oberwellen rausgefiltert werden und ich eine Art Sinus bekomme. Damit 
wird ein Laustsprecher betrieben. Will mir ein hundeschreck bauen.
Jetzt suche ich eine Bandpassverstärker Schaltung die diesen 
Anforderungen gerecht wird.

von Peter (Gast)


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Kannst du da nicht einfach einen Wien-Robinson Oszillator in der 
gewünschten Frequenz aufbauen und das Signal etwas verstärken.

Die armen Hunde.

von Helmut L. (helmi1)


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peter schrieb:
> Ich habe ein PWM Signal mit unterschiedlichen frequenzen (von 21khz bis
> 23khz).dieses Signal will ich über einen Bandpass schicken, damit die
> Oberwellen rausgefiltert werden und ich eine Art Sinus bekomme.

Du brauchst im Prinzip keinen Bandpass sondern nur einen Tiefpass. Bei 
21..23 KHz liegen die 1. Oberwelle bei 42 .. 46 KHz. Unter 21 Khz hast 
du keine Spektralanteile. Deshalb brauchst du auch keinen Bandpass. Fuer 
einen Sallen-Key Tiefpass reicht schon ein Spannungsfolger (Buffer) aus. 
Damit geht schon ein Transistor in Kollektorschaltung. Beim Tiefpass 
sind die anforderungen an die Openloop Bandbreite weit geringer als beim 
Bandpass.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Warum muss das Signal überhaupt gefiltert werden? Erschrecken die Hunde
nur bei Sinussignalen? Ganz abgesehen davon wirkt der Lautsprecher
selbst auch schon als Tiefpass.

Helmut Lenzen schrieb:
> Bei 21..23 KHz liegen die 1. Oberwelle bei 42 .. 46 KHz.

Da es sich offensichtlich um ein Rechtecksignal handelt (PWM), beginnen
die Oberschwingungen sogar erst bei 63 bis 69 kHz, was die Dimensionie-
rung des Tiefpasses zusätzlich erleichtert.

von peter (Gast)


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wenn ich einen Tiefpass nutze, müsste ich ja zb für zwei frequenzen zwei 
tiefpässe nutzen oder? einmal für zb 22khz und einmal für 23khz.
deswegen dachte ich nehme ich einen Bandpass, da ich damit den ganzen 
frequenzbereich zwischen 21khz bis 24khz abfrühstücken kann.
Eine Schaltung habe ich auch schon dimensioniert, mir fehlt quasi nur 
noch der richtige OP.

von Helmut L. (helmi1)


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Yalu X. schrieb:
> Da es sich offensichtlich um ein Rechtecksignal handelt (PWM), beginnen
> die Oberschwingungen sogar erst bei 63 bis 69 kHz, was die Dimensionie-
> rung des Tiefpasses zusätzlich erleichtert.

Vorsicht Yalu.  Das gilt nur bei absolut symmetrischen Rechtecksignalen.
PWM ist aber nicht Symmetrisch d.h. es treten auch geradzahlige 
Oberwellen auf. Es sei denn er hat sich mit PWM verschrieben und es ist 
ein symmetrischer Rechteck dann stimmt deine Aussage.

peter schrieb:
> wenn ich einen Tiefpass nutze, müsste ich ja zb für zwei frequenzen zwei
> tiefpässe nutzen oder? einmal für zb 22khz und einmal für 23khz.

Der Tiefpass wird einfach fuer 23 KHz dimmensioniert. Dann kommen die 22 
KHz auch durch. Die Oberwellen liegen viel hoeher. Siehe meine anderen 
Postings.
Da brauchst du keine 2 Tiefpaesse.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Vorsicht Yalu.  Das gilt nur bei absolut symmetrischen Rechtecksignalen.

Ja klar, hast recht. Ich nehme alles zurück und behaupte das Gegenteil.
Meine Rechtfertigung: Ich habe den Beitrag kurz vor dem Mittagessen
geschrieben ;-)

von Helmut L. (helmi1)


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Yalu X. schrieb:
> Meine Rechtfertigung: Ich habe den Beitrag kurz vor dem Mittagessen
> geschrieben ;-)

Warst du also mit deinen Gedanken schon beim Essen :-)

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Warst du also mit deinen Gedanken schon beim Essen :-)

... und mein Gehirn litt bereits unter akutem Nahrungsmangel ;-)

von peter (Gast)


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Ok, danke Helmut ich dachte wenn ich keine konstante frequenz habe muss 
ich mehr als einen tiefpass benutzen.
Wenn ich ca.3 aktive tiefpässe ich hintereinander schalte müsste ich 
auch einen Sinus bekommen.
Schonmal Danke für eure antworten.

von Helmut L. (helmi1)


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peter schrieb:
> Wenn ich ca.3 aktive tiefpässe ich hintereinander schalte müsste ich
> auch einen Sinus bekommen.

Sollte eigentlich reichen. Dann hast du einen Tiefpass 6. Ordnung.
Der hat 36dB pro Oktave abfall also Faktor 63.
Wenn dein Signal jetzt symmetrisch ist (also 50% Tastverhaeltnis) dann 
hast du nur ungerade Oberwellen. Also liegt die Oberwelle bei 69 KHz 
(mehr als eine Oktave). Amplitude ist 1/3 der Grundschwingung.
Hinter dem Filter ist die Oberwelle also 63 * 3 = 189 fach kleiner als 
die Grundwelle. Alle weiteren Oberwellen sind demnach noch kleiner.
Vereinfacht kann man fuer den Klirrfaktor dann ansetzten:

k =  1/189 * 100% = 0.52%

Den Klirrfaktor hoerst du nicht mehr und der Hund ebenso.

von Ina (Gast)


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>Ich habe ein PWM Signal mit unterschiedlichen frequenzen (von 21khz bis
>23khz).dieses Signal will ich über einen Bandpass schicken, damit die
>Oberwellen rausgefiltert werden und ich eine Art Sinus bekomme. Damit
>wird ein Laustsprecher betrieben. Will mir ein hundeschreck bauen.

Manche Hunde werden von den Signalen auch gerade angelockt. Wieder 
andere werden erst recht aggressiv...

Denke nicht, daß die Hunde so blöd sind, sich die volle Dröhnung ins Ohr 
zu lassen. Sie verdrehen einfach ihre Lauscherchen und der Ultraschall 
kömmt nicht mehr ins Öhrchen. Bei Ultraschall funktioniert das 
"Abschatten" schon sehr effektiv...

Ich habe schon mal einen lauten Marderschreck für das Auto gebaut und 
kann dir berichten, daß das Gefiepse die Tierchen nicht im mindestens 
beeindruckt. Reine Zeitverschwendung...

von Ups (Gast)


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Außerdem werden z.B. kleine Kinder oder Babys das teilweise auch noch 
hören und sich dann ordentlich beschweren. Mein Sohn zum Beispiel 
schreit jedes mal wenn beim Juwelier das Ultraschalbad angeht. Also 
peter vielleicht solltest du dein Hundeproblem anders angehen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Na dann werde ich meinen Senf noch dazugeben:
1. Sinustöne sind nicht ortbar.
2. Variabler Sinus am einfachsten durch Rechteckgenerator und 
nachgeschaltetem mitlaufenden SCF. LTC hat dazu bspw. App Notes. Maxim 
glaub auch.
3. Neugeborene hören bis ca. 40KHz.

von Ups (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> nachgeschaltetem mitlaufenden SCF.

was war nochmal SCF?

von Helmut L. (helmi1)


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Ups schrieb:
> was war nochmal SCF?

Switched Capacitor Filter

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