Sallen-Key-Filter: Frage zur Berechnung

[Hans-werner M. (hanswerner)]

Angeregt durch den Artikel in der Elektor (DCF77) Empfänger habe ich mal 
versucht einen Bandpass für 77,5 KHz zu konstruieren. In dem Artikel 
wird ein Tiefpass aus OpAmps verwendet. Warum auch immer ?
Als Ergebnis: Stufe1.asc (Sallen-Key mit Multiple-Feedback)
Verwende ich eines der im Internet vorhandenen Berechnungsprogramme 
komme ich zu ganz anderen Werten, siehe Stufe_1_nach_Internet.asc
Versuche ich die beiden Kondensatorwerte von 0.34n und 0.33n vorzugeben,
zeigt mir das Berechnungsprogramm in Internet "den Vogel" bzw. steigt 
aus.
Der Verlauf der Frequenzgangkurve ist ein vollkommen anderer.
Ausserdem ergibt sich für das im Internet vorhandenen 
Berechnungsprogramm
in der Simulation mit LTSpice eine andere Mittenfrequenz. Nämlich 65,4 
KHz statt der vorgegebenen 77,5 KHz.
Die Berechnungsformeln habe ich jetzt in dem Artikel "USING THE ANALOG 
DEVICES ACTIVE FILTER DESIGN TOOL" gefunden.

[Helmut S. (helmuts)]

Du musst für ein BP-Filter mit 77.5kHz einen Opamp mit viel GBW 
einwerfen.
Nimm mal den LT1115. Dann sieht die Sache schon viel besser aus.

[Ralph B. (rberres)]

Für einen DCF77 Empfänger ist die Bandbreite viel zu groß ( ca 1KHz, 
sollte etwa 10Hz betragen) und die Weitabselektion viel zu schlecht ( ca 
24db sollte mindestens 80db betragen ).

Nicht umsonst werden ind en wirklich professionellen DCF77 empfängern 
diese riesen großen ca 6cm langen Filterquarze eingesetzt. Oftmals 
mehrere als Latterfilter.

Mit aktiven Filterschaltungen sind diese hohen Gueten nicht zu 
erreichen.

Ralph Berres

[Hans-werner M. (hanswerner)]

Danke Ralph,

habe es erst jetzt gelesen.
Wie erreicht man 10 Hz Bandbreite mit den entsprechenden 
Bauteiletoleranzen ?
Und das auch noch temperaturstabil.
Was ist der Vorteil von Quarzen ? Die Langezeitstabilität ? Die 
Temperaturstabilität ? Die geringen Toleranzen gegenüber normalen 
RLC-Filtern ?

Mit aktiven Filterschaltungen sind diese hohen Gueten nicht zu
erreichen.

Wann verwendet man dann aktive Filterschaltungen bzw. wo sind die Vor- 
und Nachteile ? Welche grundsätzliche Filterrealisierungen gibt es und 
wann setzt man diese ein (RLC-Filter, Aktives Filter mit OpAmp, 
SAW-Filter usw.) ?
Hängt dies im wesentlichen vom Frequenzbereich ab ? Wenn ja, wo liegen 
die Grenzen ?

[Ralph B. (rberres)]

Hallo Hans Werner

10Hz Bandbreite bei 77,5KHz Mittenfrequenz bedeutet eine Güete von fast 
8000. Das ist mit aktiven Filterschaltungen keinesfalls erreichbar.

Quarze, haben dagegen als Filter verwendet Güten von 30000 und mehr, 
aber meist nur eine Weitabselektion von ca 20db. Deswegen hatte ich in 
meinem DCF77 Empfänger 4 Quarze zu einen Latterfilter kombiniert. Damit 
erreiche ich dann die 10Hz Bandbreite mit einer Weitabselektion von 
80db.

Die Quarze die ich verwendet habe sind wahnsinnig teuer, denn ich habe 
sie extra für meine Anwendungen schleifen lassen. 1994 waren das ca 80DM 
das Stück. Die billigen Miniaturquarze eigenen sich dafür leider nicht, 
da sie nicht hoch genug aussteuerbar sind. Aus dem selben Grunde hatte 
ich auch keine Stimmgabelquarze verwendet.

Nachlesen kann man das in
http://www0.fh-trier.de/~berres/Bauanleitungen%20Messtechnik/DCF-Frequenznormal/

Da ist auch eine Bauanleitung und auch die Ersatzdaten der Quarze zu 
finden.

Ralph Berres