Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 10 Kanal Audioanalyzer - Bitte drüberschauen


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von Thomas D. (thomasderbastler)


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Könntet Ihr kurz mal drüber schauen ob vom Prinzip her die Schaltung OK 
ist ?

Was fehlt :
Abblock Kondis
Versorgung Pins vom IC

Um die genau Fraquenz einzustellen habe ich kleine Trimmpotis im 
Bandfilter eingesetzt, sowie für den Ausgangpegel im 
Vollwellengleichrichter.

Spassig wird das Zeug zu routen.

PS : Eagle File auch, weil die PNG Grafik sehr gross ist, der Schaltplan 
ist auch gross. Jede Stufe hat einen eigen 7805 Regler, Im Plan ist die 
Bezeichnung noch falsch.

von nicht "Gast" (Gast)


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Ist ein bisschen wie Ed Wood-Filme anschauen...

- Hast du einmal die Eingangsimpedanz deiner Schaltung abgeschätzt?
- R2 ist sinnlos, R1 speist einen Gleichstrom in den Ausgang von IC1D 
ein. Wozu?
- Die Filter hast du offensichtlich nicht berechnet und hoffst diese mit 
Trimmern einstellen zu können. Die richtige Vorgehensweise ist: 
berechnen und einen kleinen Trimmbereich vorsehen (bspw. 200-220k und 
nicht 0 bis 220k!).
- 1Ohm-Trimmer? WTF?
- Ich glaube nicht, dass die Differenzverstärkung deiner LM324 bei allen 
Resonanzfrequenzen deutlich größer als 2*Q^2 ist.
- Der LM3915 hat eine logarithmische Anzeige, nicht der LM3914.
- Ich habe epsilon>0 Ahnung von digitaler Signalverarbeitung. Diese 
Aussage ist wahr für beliebig kleine Werte von epsilon. Trotzdem würde 
ich hier über eine digitale Auswertung nachdenken...

Ob die Gleichrichterschaltung und die LM391x-Schltung stimmt, überlasse 
ich jetzt einmal Anderen...

von Helmut L. (helmi1)


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Hey Thomas,

Also die Spannungsteiler R1,R2 usw. sind ueberfluessig.

Der Sinn der nachhfolgenden Verstaerkers IC1A usw. erschliesst sich mir 
nicht. Der Pegel hinter dem Filter sollte im Resonanzfall eigentlich 
hoch genug sein.
Wenn der Pegel zu klein sein sollte wuerde ein Vorverstaeker reichen 
fuer alle. Bei der Filterschaltung kann man normalerweise 
Guete,Resonanzfrequenz und Verstaerkung getrennt einstellen.

Allerdings ist der LM324 eine lahme Kruecke.
Die Verstaerkung der OPs bei Resonanzfrequenz muss Gross gegenueber Q^2 
sein.
Das wird hart bei den hoeheren Frequenzen.

Ich wuerde das ganze in Software auf einem uC laufen lassen.
Signal mittels ADC digitalisiert und dann eine FFT drueber. Ist deutlich 
einfacher und abgleichfrei.

Chan Elm hat mal sowas gebaut

http://elm-chan.org/works/akilcd/report_e.html

Was machen die anderen Baustellen?

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Hi Helmut ..smile...

Das Projekt von Chan Elm habe ich schon gesehen..ist ein bisschen 
"klein" für mich, meine die Anzeige. Was noch für mich gross ist die TFT 
Ansteuerung habe noch nie gemacht. ( habe mich gut in Bascom 
eingearbeitet.

Ganz klar bin gerade am LTspice dran und am Anfang von analog 
Experimente.
Auch geanz klar, die Schaltung hat noch verbesserung Potential !

Ich möchte also ganz klein damit anfangen, also mit dem Filter. Da muss 
ich schauen wie ich also den Bandpassfilter besser hinbekomme.

Vielen Dank für die Nachfrage, was die andre Baustellen machen.

Amp ist soweit fertig, bin gerade dabei die ganze Elemnte in die 
Frontplatte einzubauen. Nach meinem Gefühl klingt das Ding echt super ! 
Bin, ehrlich mit dem was ich als erstes ( Audio ) zusammengebaut habe 
doch zufrieden. Hätte auch riesen Knall geben können !

Brummt nichts !!

Die Leds blinken..LoL

Es gibt noch eine Kleinigkeit was mich ab und zu stört, mach einen neuen 
Thread auf.

Die Platinen sind bei Jakob, also warten. Naja bei mir gibt es wenig 
warten, es wird immer an irgendwas gedacht.

von Helmut L. (helmi1)


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Thomas der Bastler schrieb:
> Nach meinem Gefühl klingt das Ding echt super !
> Bin, ehrlich mit dem was ich als erstes ( Audio ) zusammengebaut habe
> doch zufrieden.

So war das mit meinem ersten Verstaerker auch. Da war noch eine Roehre 
drin.
PCLxx aus einem alten Fernseher. Arbeitspunkt stimmte auch nicht. 
Hauptsache ich habe etwas gehoert aus dem Plattenspieler. Das ganze dann 
in einem Schuhkarton untergebracht. War noch in der Kreidezeit, also 
weit vor dem I-Net. Irgendwann lernt man dann die Teile zu berechnen und 
bessere zu bauen.

Thomas der Bastler schrieb:
> Was noch für mich gross ist die TFT
> Ansteuerung habe noch nie gemacht.

Man koennte da auch eine LED Matrix wie du die jetzt aufbaust 
anschliessen es muss keine LCD Display sein.

Thomas der Bastler schrieb:
> Ich möchte also ganz klein damit anfangen, also mit dem Filter. Da muss
> ich schauen wie ich also den Bandpassfilter besser hinbekomme.

Also mal ein Filter aufbauen und das mal durchmessen um ein Gefuehl fuer 
Mittenfrequenz, Guete und Verstaerkung zu bekommen.

von gk (Gast)


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Hier vielleicht noch ein weiteres Beispiel als Anregung

http://www.rainers-elektronikpage.de/RADIO-RIM-Baumappen/RIM-Schaltbild_NFA100.pdf

gk

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Also mal ein Filter aufbauen und das mal durchmessen um ein Gefuehl fuer
> Mittenfrequenz, Guete und Verstaerkung zu bekommen.

, Habe den einfacheren Weg genommen über LTSpice.

Ich werde auf jedenfall den Filter aus dem obigen PDF nachbauen. Super 
danke, sieht schön einfach aus !

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Gleichmal die erste Frage.

Der Filter aus der RIM Anleitung , lässt fast nichts durch. Bei ca 100Hz 
noch eine Dämpfung von 100 db ..oder sowas..

hmm..Nix verstehen.Bestimmt Denkfehler

von Helmut L. (helmi1)


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1. ist das dass gleiche Filter das du oben auch drin hast nur etwas 
anders gezeichnet.

2- braucht der TL084 ein +- Versorgung oder zumindest muss der 
Arbeitspunkt in der Mitte der Versorgung liegen.

Bei dir ist der + Eingang und der negative Versorgungsanschluss beide 
auf Gnd

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Ich Depp.

Habe mich schon gewundert, weil ich kenne es auch so, daß der TL + - 
braucht.
Auf dem Plan konnte ich nicht sofort erkennen, daß das Netzteil eine 
künstliche Mittelpunkt erzeugt. I sah nur einen Regler.

So sieht schon besser aus.

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Im RIM Plan steht bei der LEDs 10 x RGB 1000

Was sind das für LEDs ?

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Ist da ein Fehler im RIM Schaltplan ???

Beim Spaltentreiber ist das IC 4017

Am äußeren Rand  sind die IC Pins angegeben (16 Vdd 8 Vss ) demnach wäre 
an der ersten Spalte T11 über den Widerstand der IC Pin 1 angeschlossen, 
das ist aber im Datenblatt Ausgang Q5

Zweite Spalte  T12 IC Pin 2 Q1

Nomaleweise wäre nach meiner Meinung nach Spalte 1 - Q0, Spalte 2 - Q1 
usw..

oder ?

Im Datenblatt werden die Ausgänge Q0-Q2-Q3..Q9 durchgesetzt

von Tom K. (ez81)


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Die LED-Matrix wird wohl etwas durcheinander und nicht von 31.5Hz bis 
16kHz angesteuert. Vielleicht hat das das Layout vereinfacht, einen 
sichtbaren Unterschied sollte das nicht machen.

Wird in dem RIM-Schaltplan eigentlich irgendwo die Flussspannung der 
Gleichrichterdioden kompensiert?

von Kai K. (klaas)


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Thomas, nimm es mir nicht übel, aber du baust und baust und baust, 
scheinbar ohne Nachzudenken, wie im Bastelwahn. Überlege dir doch erst 
mal, was deine Schaltung überhaupt können muß. Ich habe schon mal 
geschrieben, daß ein Audioanalyzer witzlos ist, wenn die Flanken der 
Bandpässe nicht steil genug sind, weil dann deine Frequenzen auch in den 
Nachbarkanälen "leuchten".

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Ich nehme nette Kritik und Vorschläge immer dankend an !


Was die geplante Schaltung machen soll ? Soll kene hochpräzise 
Messinstrument sein. Soll lediglich eine 10 Kanal VU Meter sein.

Zum RIM Plan:

Was ich gut finde die Idee mit der Matrix Steuerung. Ich habe schon den 
Schaltplan etwas genauer angeschaut. Hier ist mir schon aufgefallen, daß 
die Spalten vertauscht sind.

Ich habe auch verstanden, daß der Bandpassfilter steil genug sein muss.
Als nöchstes werde ich im LT Spice versuche, eine bessere Steilheit 
hinzubekommen.

Die Verstärkung sollte also bei 1 sein.
Die Bandweite die Hälfte des Nennfrequenz

Ich würde anstatt den Einweggleichrichter mit einer Diode und einen 
Kondi die bereits erprobte Vollwellengleichrichter mit OpaAmps nehmen.

Durch die Matrix Steuerung spare ich mir einige LMs ein.

Anstatt LM324 nehme ich den TL

von Thomas D. (thomasderbastler)


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So könnte man es lassen...oder ?

von gk (Gast)


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Thomas der Bastler schrieb:
> Durch die Matrix Steuerung spare ich mir einige LMs ein.
  und Platinenfläche....

Es gibt auch noch weiteres Einsparpotential. Und zwar kann man auch die 
Filterfrequenz multiplexen. Man braucht dann nur einen Bandpass-Filter 
mit umschaltbarer Mittenfrequenz. Im Heft P.M. Elektronik 10&11/1989 ist 
eine Schaltung mit dem MF8 von National beschrieben, den es aber kaum 
noch gibt. Vielleicht/sicher gibt es etwas vergleichbares. Eventuell hat 
ein Leser ja die Hefte, ich habe nur miserable Kopien. Ist jedenfalls 
ein interessantes Konzept.

Allerdings würde ich heute auch die µC-Lösung vorziehen.

Thomas der Bastler schrieb:
> Im RIM Plan steht bei der LEDs 10 x RGB 1000, Was sind das für LEDs ?

vermutlich so etwas:

http://www.reichelt.de/Bargraf-LED-Anzeigen/GBG-1000/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=3016&ARTICLE=8141&SHOW=1&START=0&OFFSET=500&;

Fröhliches Basteln

gk

von Thomas D. (thomasderbastler)


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gk schrieb:
> Es gibt auch noch weiteres Einsparpotential. Und zwar kann man auch die
> Filterfrequenz multiplexen. Man braucht dann nur einen Bandpass-Filter
> mit umschaltbarer Mittenfrequenz.

Hmm...Idee ist mir auch schon in den Sinn gekommen. Atmega8 und einige 
Relais. Dann das Programm.Es wäre kein Problem.

Ich glaube "effektiver" wirds wohl bleiben mit dem Opamps. Außerdem 
möchte mich mit den Opamps tiefer beschäftigen.

Achso die Balken Anzeigen. Habe schon angeschaut, aber ich habe mich für 
5x5 mm LEds entschieden. Flöche wird grüßer und Quadratisch.

So etwa:

Ist der Bandfilter denn so OK ?

von Helmut L. (helmi1)


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Thomas der Bastler schrieb:
> Ist der Bandfilter denn so OK ?

Filtern tut er ja. Die Frage ist reicht dir die Bandbreite denn?
Das naechste Filter wird ja auch noch erregt.

Mal ein paar Formeln fuer dich fuer diese Art von Filter.
       R3
V0 = -----
     2 x R1

V0 = Verstaerkung bei Mittenfrequenz hier 0.73

Q = Pi x R3 x C x fr

Guete des Filters hier 6.08

      1
B = -----------
    Pi x R3 x C

Bandbreite des Filters hier 4.68Hz


        1                   R1 + R2
fr = -----------  x sqrt( ------------ )
     2 x Pi x C            R1 x R2 x R3

Resonanzfrequenz des Filters hier28.5Hz

Dimensionierung des Filters:

Man gibt Q , fr , V0 und ein Bauteilwert vor. Meistens den Kondensator C

Dann ergibt sich
         Q
R3 = -----------
     Pi x fr x C

        R3
R1 = --------
     2 x V0

        V0 x R1
R3 = --------------
     2 x Q x Q + V0

von Andreas W. (geier99)


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Thomas der Bastler schrieb:
> Könntet Ihr kurz mal drüber schauen ob vom Prinzip her die Schaltung OK
> ist ?
>
> PS : Eagle File auch, weil die PNG Grafik sehr gross ist, der Schaltplan
> ist auch gross. Jede Stufe hat einen eigen 7805 Regler, Im Plan ist die
> Bezeichnung noch falsch.

dann mach mal bitte einen ERC-Check.
Und wende dann mal den Invoke-Befehl auf Deine OP's (LM324) an, denn du 
hast nicht alle OP's mit der Versorgung verbunden.

Gruss
 Andi

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Danke Helmut für die super Zusammenfassung.

Ich werde die genau durchstudieren und meinen Filter nachrechnen.

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Andi, Danke aber ich sagte schon bei der "Veröffentlichung", daß die 
Sachen die Du gefunden hast fehlen !

Es ging nur um Prinzip. Diese Variante ist bereits gestorben.

von MaWin (Gast)


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Also so eine unsägliche Schaltung hatte schon 1978 die Elrad,
immerhin wie RIM ebenfalls mit Multiplex aber ohne LM3915.

Wenigstens verwendete sie steilere Filter, und natürlich werden
die Filter nicht gemultiplext, die brauchen ja viel zu lange
zum Einschwingen.

Sorry, aber heute baut man so was nicht mehr so, zumal der LM324
so langsam ist, daß die höheren Frequenzen fehlerhaft dargestellt
werden (was man natürlich nicht merkt, wenn man keinen Vergleich
hat).

Wenn man es heute nicht gleich volldigital baut (und das heisst
auch als Display nicht 200 LEDs, sondern ein LCD  oder OLED),
http://www.youtube.com/watch?v=zvqrApIS9JE
http://www.youtube.com/watch?v=fC8YQNQQey8
dann lässt man sich wenigstens von fertigen Filterbausteinen
helfen, NJU7509 oder MSGEQ7 (Watterott, SparkFun)
http://www.youtube.com/watch?v=EpLLqgySCD4
http://www.youtube.com/watch?v=4tWXBv-PpRs

oder eben gleich nur mit einem Microcontroller wie ATmega8:

http://www.youtube.com/watch?v=-UdGHwawBxI

von Andreas W. (geier99)


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Thomas der Bastler schrieb:
> Andi, Danke aber ich sagte schon bei der "Veröffentlichung", daß die
> Sachen die Du gefunden hast fehlen !
>
> Es ging nur um Prinzip. Diese Variante ist bereits gestorben.

ups, sorry hatte ich übersehen :-(

von Helmut S. (helmuts)


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Als Bargraph-Anzeige wäre der LM3915 eine gute Wahl.

http://www.mikrocontroller.net/part/LM3915

von gk (Gast)


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Thomas der Bastler schrieb:
> Hmm...Idee ist mir auch schon in den Sinn gekommen. Atmega8 und einige
> Relais. Dann das Programm.Es wäre kein Problem.

Wozu denn Relais? Zum Umschalten der frequenzbestimmenden Widerstände 
oder Kondensatoren? Das geht einfacher und billiger mit Analogschaltern.

Besser ist es aber die Analoschalter zu verwenden, um daraus sogenannte 
Swiched Capacitator Filter zu bauen. Bei denen läßt sich die 
Filterfrequenz durch eine Takt bestimmen. Dieser Takt muss nur viel 
höher sein, wie die maximale Filterfrequenz. Diese SC-Filter gibt es 
bereits integriert, zum Beispiel von Maxim und Linear u.a.

Die oben beschriebene Schaltung für den Analyzer besteht zum Beispiel 
nur aus 5 CMOS IC's (CD4069(1x), CD4040(2x), CD4076(2x), dem Filter IC 
MF8(müsste ersetzt werden), LM741, TL 082(2x), LM3915 und Hühnerfutter.

gk

von Helmut S. (helmuts)


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> Und zwar kann man auch die Filterfrequenz multiplexen.

Das ist doch Unsinn. Wenn man nur 1/10 der Zeit eine Frequenz auswertet, 
dann hat man 90% der Information des Signals verloren. Vergiss es.

von Thomas D. (thomasderbastler)


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MaWin schrieb:
> Sorry, aber heute baut man so was nicht mehr so, zumal der LM324
> so langsam ist, daß die höheren Frequenzen fehlerhaft dargestellt
> werden (was man natürlich nicht merkt, wenn man keinen Vergleich
> hat).

Hallo MaWin, von Dir habe schon lange nichts mehr gehört, schön daß Du 
wieder dabei bist.

Nun, ich sagte schon, ich werde TL nehmen anstatt LM.

Die Youtube Sachen habe auch schon angeschaut. Was mir beim LCD nicht so 
gefällt, die sind zu klein von der Flöche her, wenig Kontrast

mit GLCD oder sowas :

http://www.youtube.com/watch?v=EJiUaGdABmI

Ich glaube könnte meine Kenntnisse übersteigen. noch.

Ich werde erstmal beim LM3915 bleiben.

Mit Analogschalter könnte ich mir die Sache auch gut vorstellen, aber 
erstmal bleibe ich bei der einfachen Sahcne. Möchte schliesslich was 
dazu lernen.

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Ich habe schon eine steileren zusammenbekommen, ist noch Lichtjahre 
davon entfernt ist was mir so vorschebt. Ein Bandpassfilter sollte 
aussehen wie ein rechteck, also links und rechts von der Frequenz 
(welchen er durchlässt 0 db ) sollte die Dämpfung sehr gross sein.

von Helmut L. (helmi1)


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Thomas der Bastler schrieb:
> Ich habe schon eine steileren zusammenbekommen, ist noch Lichtjahre
> davon entfernt ist was mir so vorschebt. Ein Bandpassfilter sollte
> aussehen wie ein rechteck, also links und rechts von der Frequenz
> (welchen er durchlässt 0 db ) sollte die Dämpfung sehr gross sein.

Da geht mit einem einzeln OP nicht. Da wirst du mehrere Stufen 
hintereinander schalten muessen. Dessen Mittenfrequenzen sind dann etwas 
versetzt gegeneinander. So bekommst du ein Filter das dann zwei Hoecker 
hat.
Das kann man dan so optimieren das die Einbuchtung dazwischen minimal 
wird.
Aber ein Filter das links und rechts neben der Mittenfrequenz eine 
unendliche Daempfung aufweist gibt es nicht.

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Mehr wirds nicht

Helmut Lenzen schrieb:
> a geht mit einem einzeln OP nicht. Da wirst du mehrere Stufen
> hintereinander schalten muessen.

Bin gerade draufgekommen.

von gk (Gast)


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Helmut S. schrieb:
> Das ist doch Unsinn. Wenn man nur 1/10 der Zeit eine Frequenz auswertet,
> dann hat man 90% der Information des Signals verloren. Vergiss es.

Ich glaube, da hast Du etwas nicht richtig verstanden. Die Anzeige wird 
ja auch umgeschaltet, sodass Du auch nur 1/10 der Zeit die Amplitude zum 
Beispiel des höchsten Frequenzbandes siehst. Die Amplitudenänderungen in 
den anderen Bändern bekommst Du in dieser Zeit natürlich nicht mit. Aber 
so schnell könnten das Deine Augen ja auch gar nicht wahrnehem, sonst 
würdest Du ja auch das Multiplexen sehen. Also, das was Dir vom Signal 
verloren geht, sind schnelle Amplitudenänderungen, die Du zum einem 
nicht sehen würdest und zum anderen durch die Zeitkonstante der 
Gleichrichtung und Glättung, siehe Rücklaufzeit RIM NFA 100, ohnehin 
glattgebügelt werden.

Aus Nachhaltigkeitsgesichtspunkten ist das Prinzip sogar genial, weil 
immer nur das Frequenzband gerade gefiltert wird, das auch angezeigt 
wird und somit 9 Filterstufen eingespart werden. (Ist leider nicht von 
mir)

Problematischer bei diesem Konzept ist eher die Einschwingzeit der 
Filter, vor allem bei den niedrigen Frequenzen, was MaWin weiter oben 
schon angesprochen hat.

gk

von spess53 (Gast)


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Hi

Da gibt es ein nettes Programm:

http://www.ti.com/tool/filterpro

MfG Spess

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Ich muss in einem Kompross eingehen. Wenn der Filter extrem steil wäre, 
dann "sehe" ich nicht die zwischenfrequenzen.

von Ralph B. (rberres)


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Thomas der Bastler schrieb:
> Ich muss in einem Kompross eingehen. Wenn der Filter extrem steil wäre,
>
> dann "sehe" ich nicht die zwischenfrequenzen.

Es gibt da auch noch ein Problem.
Je steilflankiger die Filter werden sollen, desto länger ist auch die 
Einschwingzeit.
 Ich würde die bandbreite etwa um die Hälfte geringer machen als der 
Frequenzabstand der Filter. Auf Grund der endlichen Flankensteilheit 
sieht man in den Lücken immer noch etwas. Auf jeden Fall sollte im 
Nachbarkanal das Signal wenigstens 12db schwächer zu sehen sein als im 
eigentlichen Kanal.

Ralph Berres.

von Olaf K. (olafk)


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Hier

http://sound.westhost.com/project136.htm

gibt es ein schönes Projekt dazu. Auch mit Aussagen zur benötigten Güte 
der Filter.

Grüße
Olaf

von Thomas D. (thomasderbastler)


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Olaf K. schrieb:
> ein schönes Projekt dazu.

Schon wieder was neues...LoL

Naja auf jedenfll, habe ich denke 2 Stages habe ich ziemlich gut 
hinbekommen

von Helmut L. (helmi1)


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Hier mal ein Filter mit 2 versetzen Einzelfilter.
Man sieht das in der Mitte ein breiterer Durchlass entsteht.

1. Filter 800Hz und Q = 4
2. Filter 1200Hz und Q = 4

Man kann jetzt mit den beiden Einzelmittenfrequenzen und der Guete Q 
spielen.

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