Announcement: there is an English version of this forum on Hallo liebe Gemeinde, Ich bastell grad an einem aktiven Tiefpass herum, kriege aber nicht das raus was ich möchte:) Zunächst einmal habe ich keinen +/- Generator zur Verfügung, speise den Opamp, indem ich 2 gleichgroße Widerstände nehme, und diese in der Mitte auf Ground setze. Da tritt aber schon das erste problem auf. Der Opamp (aktuell LT1223, vorher OPA237) lässt mich nicht nötige Versorgungsspannung einstellen. Er soll typischerweise bei +/- 10 V laufen. Ab ca. 8V (also +/- 4 V) schießt der Strom in die Höhe. Kp warum? 2e Frage. ISt es Falsch dass ich alle massen verbunden habe? ICh hab auch komischerweise auf diesem von mir "gesetzten" MAssepotential eine Restspannung von ca. 150 mV, weiß nicht woher die kommen(kann eigentlich nciht an den widerstandstoleranzen liegen, da ich diese mehrmals ausgetauscht, und genau den gleichen Offset hatte) Was muss ich beachten, wenn ich von der Berechnung der Werte für Ideale Opamps zu einem Realen Opamp übergehe. Kann man dass wirklich nur über Trimmen und anpassen ? Ziel sind Grenzfrequenzen im 100 k Bereich und eigentlich 4 Ordnung, aber bin froh wenn ich erstmal einen 2er Ordnung hin kriege:) Vielen Dank für eure Hilfen schonmal
> Kp warum? > 2e Frage. ISt es Falsch dass ich alle massen verbunden habe? Weiss der Geier, du zeigst ja nicht, was du hast. > Ziel sind Grenzfrequenzen im 100 k Bereich Bei welcher Verstärkung ? 1 ?
>Zunächst einmal habe ich keinen +/- Generator zur Verfügung, speise den >Opamp, indem ich 2 gleichgroße Widerstände nehme, und diese in der Mitte >auf Ground setze. Dann nimm doch für den Anfang einfach mal zwei 9V Batterien.
Danke, aber konnte heute die Probleme größtenteils beseitign, und siehe da es gibt neue :D Der OP invertiert mir das Ergebnis. Überall wo ich bislang geschaut habe, wir die mehrfachkopplung aber genau auf - gelegt, dadurch entsteht das doch oder? Ich möchte das Ergebnis hinterher AD wandeln, und das soll unipolar geschehen! Daher soll der ausgang des Op auch möglcihst nah an den ad, möchte da ungern noch nen spannungsinverter einbauen(auch aus kostengründen Danke für tipps:)
christian krawczyk schrieb: > Der OP invertiert mir das Ergebnis. Überall wo ich bislang geschaut > habe, wir die mehrfachkopplung aber genau auf - gelegt, dadurch entsteht > das doch oder? Ich möchte das Ergebnis hinterher AD wandeln, und das > soll unipolar geschehen! > > Daher soll der ausgang des Op auch möglcihst nah an den ad, möchte da > ungern noch nen spannungsinverter einbauen(auch aus kostengründen Und warum nimmst du nicht die Sallen Key Struktur fuer deinen Tiefpass? Die invertiert dein Signal nicht.
christian krawczyk schrieb: > Ab ca. 8V (also +/- 4 V) schießt der Strom in die Höhe. Kp > warum? Vielleicht weil es ein "100 MHz Current Feedback Amplifier" ist? Noch ein Tipp. Wenn ich solche High-Tech OPV einsetzen wollte, dann würde ich zuvor simulieren. Gerade LT bietet mit LTSpice sogar einen kostenlosen Simulator und die Modelle mit dazu. Support gibt es zudem auch hier im Forum. Gruss Klaus.
>Ich möchte das Ergebnis hinterher AD wandeln, und das soll unipolar >geschehen! Silabs hat ein paar Applikationsbeispiele mit solchen Filtern und µC-internen ADCs. Geh mal auf ihre Seite. Da sind Schaltpläne und Layouts zu ganz konkreten Projekten zu finden.
Helmut Lenzen schrieb: > Und warum nimmst du nicht die Sallen Key Struktur fuer deinen Tiefpass? > Die invertiert dein Signal nicht. Full ACK. Dazu kommt noch, daß bei S&K die OPV als Spannungsfolger betrieben werden, was wesentliche Vorteile für die Stabilität und Präzision bei hohen Frequenzen mit sich bringt. Schließlich kann man damit auch ganz einfach eine unipolare Versorgung realisieren, weil man nur an der ersten Stufe einen Gleichspannungsbias hinzufügen muß (und natürlich einen Koppelkondensator). Ansonsten gilt die Faustregel, daß das Verstärkungs-Bandbreiten-Produkt des OPV wenigstens das 10-fache der maximalen Signalfrequenz sein soll. Andererseits kann man bei 100kHz durchaus auch an ein Passivfilter denken. XL
hier, Microchip bietet die kostenlose Software Filter-Lab an: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1406&dDocName=en010007&redirects=filterlab damit kannst du dir etwas funktionierendes nach deinen Wünschen basteln.
>Dazu kommt noch, daß bei S&K die OPV als Spannungsfolger betrieben >werden, was wesentliche Vorteile für die Stabilität und Präzision bei >hohen Frequenzen mit sich bringt. Diese invertierenden Filter haben schon auch ihre Vorzüge...
Sallen Key ist für Q > 10 keine gute Wahl, da geringe Toleranzen von R und C die Filtereigenschaft stark beeinflusst.
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Danke für die vielen Antworten. Also LTSpice habe ich angewandt, kam natürlich was viel schöneres raus als nachher in der Praxis:D Aber mal konkret: Als ich Sallen Key simuliert habe , ist die Dämpfung ab höhe DämpfungsBandbreiteProdukt wieder hochgeschossen, und das genau in dem Bereich wo ich abtaste, sehr unschön !(Den Effekt hatte ich bei MFB nicht) ISt das etwa in der Realität nicht so ? ICh bräuchte als 100X größer als 150 kHz, und das wird wesentlich teurer. Der Opamp soll natürlich möglichst günstig sein:) Passive Filter wollte ich umgehen, da starke Transformatoren in der Nähe sind. Generell induktive Anwendung an der gemessen werden soll Habe MFB Anordnungen mit Single Supply gefunden aber, warum dämpft mir das das Ausgangssignal ab einen gewissen punkt?(kein schöner sinus(siehe anhang. Danke im Voraus
Arbeitet der Filterlab von Microchip auf reellen O pamps? Wenn nciht, prinzipiell habe ich schon eingie Tools zur Bauteilberechnung.... Aber ich schau es mir mal an, danke
christian krawczyk schrieb: > Als ich Sallen Key simuliert habe , ist die Dämpfung ab höhe > DämpfungsBandbreiteProdukt wieder hochgeschossen, und das genau in dem > Bereich wo ich abtaste, sehr unschön ! Welchen Filtercharakteristik hast du den eingestellt? Beseel,Butterworth,Tschybischeff ... Bei Tschybischeff geht die Verstaerkung kurz vor dem 3dB Punkt noch einmal hoch. Kann auch sein das deine Bauteile nicht exakt genug sind. Die Filtercharakteristik ergibt sich nur aus den Verhaeltnissen der Bauteilen zueinander.
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Hallo Helmut, Das mit der Charakteristik ist mir klar. ICh hatte halt erst nen Sallen Key simuliert, weil der ein passives Bauteil weniger hatte, aber wie gesagt, wenn der Opamp ein VBP von bspw 1 MHz hatte, hat die Verstärkung in dem Bereich wieder abgenommen. Hab dann irgendwo(nach langer zeit gefunden) mal gelesen, dass das da halt so ist, und beim MFB nicht, aufgrund der Gegenkopplung. ICh weiß nicht ob ich die Begründung noch finde, war auf einer Seite wo man sich die Wärte berechnen lassen kann. Die Simulation kann ich dir heute Abend bei Interesse mal zeigen. Hab mir den Filterlab mal angeschaut. Leider kann der Antialiasing filter Wizard nicht in den Grenzen berechnen die für mich interessant sind, aber ist cooles leichtes Tool. Anbei mal ein ergebniss was er mir ausgespuckt hat. Ich hab mal 2 Bauteile Markiert. Sind die bei echten O pamps noch zu modifizieren in Bezug auf irgendwelche Größen die im Opamp stecken, und die ich im Datasheet finden würde? Vlt kann da einer aus Erfahrung sprechen? Danke :)
>Passive Filter wollte ich umgehen, da starke Transformatoren in der Nähe >sind. Generell induktive Anwendung an der gemessen werden soll Definiere doch erst mal, was du wirklich brauchst. Schildere mal deine Anwendung. Und das mit den Trafos ist auch nicht so schlimm. In der Regel kann man die Schaltung so drehen, daß die Vorzugsrichtung des störenden Magnetfelds die Wicklungsachsen der Induktivitäten des Filters senkrecht trifft und daher sich das Magentfeld garnicht schädlich auswirkt. Außerdem kann man ja auch noch abschirmen...
Ok dann sollte ich vlt doch umdenken und eventuell einen passiven Tiefpass bauen. ISt sowas machbar(nicht zu große Bauteile)mit ca. 80 dB? Dann müsste ich in den Bereichs 5-6 Stufen real? ICh habe heute die Single Supply für 100 kHz berechnet und aufgebaut, mit dem LM 358. Am Output hatte ich nur ne DC Spannung -,- (Für alle Frquenzen) die größer war als der Pegel meiner AC Spannung. Erkenne einfach nicht was ich anders machen muss, kann doch nciht sein dass ich alle trimmen muss oder ? @MaWin , danke, da hab ich morgen was zu tun. auch hier bleibt aber das Problem, wenn ich einfach mal nen anderen OP verwende, was dann ?:)
> ICh habe heute die Single Supply für 100 kHz berechnet und aufgebaut, > mit dem LM 358. Am Output hatte ich nur ne DC Spannung Der schafft ja auch Verstärkung nur bis 10kHz.
Meine Anwendung: ich soll für eine 12 Bit AD Wandlung Antialiasing Filter erstellen, um die Kosten für den AD wandler möglichst gering zu halten(das heißt nicht zu hoch oversamplen), soll die notwendige Däpfung möglichst in einer Dekade stattfinden(AD Wandler vorauss. 3 MSPS) Grenzfrequenz der Signale 140 kHz. PAssive Filter habe ich bisher gescheut, weil das ganze an induktiven Übertragungssystemen stattfindet, wobei ich auch schon Schirmung in betracht gezogen hab, hauptsache es funkitoniert mal was :)
MaWin schrieb: >> ICh habe heute die Single Supply für 100 kHz berechnet und aufgebaut, >> mit dem LM 358. Am Output hatte ich nur ne DC Spannung > > Der schafft ja auch Verstärkung nur bis 10kHz. JA, aber wenn die Berechnung für 100 k stattfindet, sollte er ja z.B. 100 Hz durchlassen, und auch da hatte ich statt nem 100 Hz Ausgangssignal einen verstärkten DC PEGEL
christian krawczyk schrieb: > Meine Anwendung: ich soll für eine 12 Bit AD Wandlung Antialiasing > Filter erstellen, um die Kosten für den AD wandler möglichst gering zu > halten(das heißt nicht zu hoch oversamplen), soll die notwendige Däpfung > möglichst in einer Dekade stattfinden(AD Wandler vorauss. 3 MSPS) > Grenzfrequenz der Signale 140 kHz. Kannst du das nochmal bestätigen: Grenzfrequenz 140kHz, Dämpfung bei 1.5MHz (und darüber) mindestens 80dB. Gibt es auch Anforderungen an die Impulstreue (= Gruppenlaufzeit)? Muß das flach sein (aka Bessel = flach + hohe Ordnung) oder darf höhere Steilheit des Filters mit Impulsverzerrungen erkauft werden? XL
TI hat ein Simulations- /Designtool (frei gegen Registrierung): http://www.ti.com/tool/filterpro Da wird dir auch gesagt, welches GBW deine einzelnen OPA-Stufen haben müssen, damit die gewünschte Filtercharakteristiken auch erreicht werden. Z.B. beim TP mit einem weiten Sperrbereich sind die Anforderungen an die GBW zumindest der letzten Stufe recht hoch: der OPA muss über den gesamten Sperrbereich noch ausreichend Verstärkung haben.
> Kannst du das nochmal bestätigen: Grenzfrequenz 140kHz, Dämpfung bei > 1.5MHz (und darüber) mindestens 80dB. > > Gibt es auch Anforderungen an die Impulstreue (= Gruppenlaufzeit)? Muß > das flach sein (aka Bessel = flach + hohe Ordnung) oder darf höhere > Steilheit des Filters mit Impulsverzerrungen erkauft werden? > > > ICh denk Butterworth wäre noch in Ordnung, ich habe im Prinzip reine Sinuse, und wenn bei der Grenzfrequenz eine Verzerrung auftritt, könnte ich die ja rausrechnene(im FPGA). Gruppenlaufzeit hab ich gelesen, ist bei sinus nicht kritisch. Phase sollte schon möglichst linear sein, dass das nicht hundert Prozentig möglich ist, ok, aber wie gesagt, im Prinzip betrachte ich einen Sinus, also in der Frequenzbetrachtung nur einen Peak, und diesen Will ich durchlassen.
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Z.B. beim TP mit einem weiten Sperrbereich sind die > Anforderungen an die GBW zumindest der letzten Stufe recht hoch: der OPA > muss über den gesamten Sperrbereich noch ausreichend Verstärkung haben. Aber das wird doch nicht der Grund sein warum ich am Output n reines DC für alle Frequenzen habe, oder? der müsste mir wenigstens dei 100 HZ durchlassen und ausgeben. Ich frag mich halt, ob ich irgendwo nen Lötfehler habe (habe eigentlich alles durchkontaktiert, oder ob die Kapazitäten mit den langen durchsteckleitungen nicht klar kommen, oder ob es wirklich so schwierig ist, die Bauteilwerte halt auch auf innere Größen abzustimmen. Oder ich hab irgendwelche Zusatzbeschaltung übersehen, die bestimmte pins brauchen. im anhang nochmal meine Realisierung, mit dem LM358. Ich probier einfach mal heute andere BAuteile aus, aber die haben laut herstellern sehr ähnlich Kenngrößen. Supply 5V, Vdd/2 2.5 V 8Wird auch recht genau geliefert über spannungsteiler. Bauteile SMD, 1% , aber wie gesagt, durchkontaktiert, und leigt überall <1% Fehler Danke
christian krawczyk schrieb: >> Kannst du das nochmal bestätigen: Grenzfrequenz 140kHz, Dämpfung bei >> 1.5MHz (und darüber) mindestens 80dB. >> >> Gibt es auch Anforderungen an die Impulstreue (= Gruppenlaufzeit)? Muß >> das flach sein (aka Bessel = flach + hohe Ordnung) oder darf höhere >> Steilheit des Filters mit Impulsverzerrungen erkauft werden? Aber die Charakteristik wird doch nur durch die LAge der Pole, und die wiederum durch die Bauteilgrößen zueinander bestimmt...ich steh aber vor dem Problem, den garnicht erst zum laufen zu kiregen.Fehlerüberlegungen siehe obiger Beitrag. Der Filter den ich dort im Anhang habe, ist Butterworth. Welcher nachher besser ist, ist eher die nächste Betrachtung...erstmal zum Laufen kriegen:)
Albert M. schrieb: > Vielleicht hilt Dir ja dieses mit realen OP's rechnende Tool: > > http://www.aktivfilter.de/ Joa, aber 70 Euro sind schon happig. :) hab aber auch schon überlegt mir den einen op zu bestellen der in der Demo Version Verfügbar ist.:P
Du musst an den Eingang noch einen Kondensator (1uF oder größer) zwischen IN und R11 einbauen damit der DC-Arbeitspunkt des ersten Opamp erhalten bleibt.
Das Output Problem mit dem DC habe ich übrigens schon nach der ersten Stufe, NAch der Zweiten Stufe habe ich einen Pegel, der im Prinzip auf gleicher höhe ist, aber mit sarken Peaks fast nach Ground rauscht
christian krawczyk schrieb: > Aber das wird doch nicht der Grund sein warum ich am Output n reines DC > für alle Frequenzen habe, oder? Dann gehe doch mal systematisch vor. An welchem Punkt hast du noch Signal. Ausgang von OP1 Ausgang von OP2 -Eingang von OP 1 (sollte 0 sein) -Eingang von OP 2 (sollte 0 sein) Das Signal mal bei R21 einspeissen (vorher am Ausgang abmachen) Irgendwo muss das Signal ja wegbleiben. Du hast auch am Eingang einen DC Offset eingestellt? (UB/2)
Helmut S. schrieb: > Du musst an den Eingang noch einen Kondensator (1uF oder größer) > zwischen IN und R11 einbauen damit der DC-Arbeitspunkt des ersten Opamp > erhalten bleibt. Probiere ich aus, Rückmeldung später ;) Kannst du noch ganz kanpp erläutern weshalb(und weshalb so groß?) Dann killt er mir aber meinen Offset oder ?...ICh will aber ein unipolares Signal, vermutlich Uss 3,3V Filtern.
Helmut Lenzen schrieb: > christian krawczyk schrieb: >> Aber das wird doch nicht der Grund sein warum ich am Output n reines DC >> für alle Frequenzen habe, oder? > > Dann gehe doch mal systematisch vor. An welchem Punkt hast du noch > Signal. > Ausgang von OP1 > Ausgang von OP2 > -Eingang von OP 1 (sollte 0 sein) > -Eingang von OP 2 (sollte 0 sein) > > Das Signal mal bei R21 einspeissen (vorher am Ausgang abmachen) > > Irgendwo muss das Signal ja wegbleiben. Du hast auch am Eingang einen DC > Offset eingestellt? (UB/2) ICh hab mit dem Frequenzgenearator sowohl in aplitude, als auch Offset rumgespielt und hatte immer das gleiche ergebnis. Wie gesagt, das Problem tritt schon nach der ersten stufe auf. ICh versorge den Opamp mit 5 V, auf den +eingang gebe ich 2.5 . Meine ersten Untersuchen liefen alle mit Eingangssignalen ohne Offset(später mit Offset). Ziel Allgemein: 1.65V +1,65sin
> Probiere ich aus, Rückmeldung später ;)
Nicht später, jetzt. Ohne den geht die Schaltung einfach nicht. Da gibt
es keine Entschuldigung den nicht einzubauen.
Helmut S. schrieb: >> Probiere ich aus, Rückmeldung später ;) > > Nicht später, jetzt. Ohne den geht die Schaltung einfach nicht. Da gibt > es keine Entschuldigung den nicht einzubauen. haha ok, ich meinte mit später auch, nachdem ich ihn eingebaut habe, sag ich dir heir bescheid ;)
christian krawczyk schrieb: > Ziel Allgemein: 1.65V +1,65sin Meinst du jetzt : -1.65 .. +1.65V ? Das geht so ohne negative Versorgung nicht. Dein Eingangssignal darf nur im Bereich +2.5V +- ca. 1.5V sich bewegen.
Helmut Lenzen schrieb: > christian krawczyk schrieb: >> Ziel Allgemein: 1.65V +1,65sin > > Meinst du jetzt : -1.65 .. +1.65V ? > > Das geht so ohne negative Versorgung nicht. Dein Eingangssignal darf nur > im Bereich +2.5V +- ca. 1.5V sich bewegen. 0 -3.3 V also 1.65 +/-1.65
Helmut S. schrieb: >> Probiere ich aus, Rückmeldung später ;) > > Nicht später, jetzt. Ohne den geht die Schaltung einfach nicht. Da gibt > es keine Entschuldigung den nicht einzubauen. so, Prinzipiell hattest du recht, er funktioniert jetzt soweit, dass Dämpfungen durchführt, und auch einen gewissen Durchlassbereich hat (Danke- hatte das in den versch. applikation im DB gesehen, aber hinterfragt statt ausprobiert ;) ), aber: 1. Ab einer gewissen Frequenz fängt das Sinussignal an, sich zu zerhacken, richtung Dreiecksignal, bis es dann, wenn es gedämpft wird, wieder zum Sinus wird. 2.Die Dämpfung selber, berechnet für 100k, fängt schon bei ca. 20-40kHz an (schwer zu sagen, wo das "zerhacken" aufhört und die Dämpfung eintritt.) 3. Den Offset habe ich immernoch, immer genau auf dem Level, dass in IN+ stecke, also Vcc/2. Ist ein bissl ärgerlich da für die Anwendung störend, aber notfalls nicht so schlimm (Das eingangssignal kommt von nem Sensor, der zudem nen Spannungsteiler hat) Aber der uF Kondensator killt natürlich alles an DC was ankommt.Irgendwie blöd :P
PS: Hatte heute kein Oszi wo ich die Verläufe speichern konnte, bei interesse lade ich sie montag mal hoch, da hätte ich zugriff auf ein besseres:)
christian krawczyk schrieb: > Aber der uF Kondensator > killt natürlich alles an DC was ankommt.Irgendwie blöd :P Das sollte auch ohne diesen Kondensator funktionieren ist ja schliesslich ein Tiefpass und daher gehoert auch DC dazu. Deine Eingangssignal muss sich dabei um UB/2 bewegen und nicht um 1.65V. Also der DC Vorpegel am Eingang muss genauso gross sein wie die Spannung am +Eingang sonst steuerst du den OP schon ohne Signal aus indem Fall hilft dann nur der Kondensator. Wenn du jetzt z.B. 1.65V DC auf den Eingang gibst dann sieht der OP eine Eingangsspannung von U/2 also 2.5V-1.65V = 0.85V. Die Verstaerkt er mit dem Faktor 1 (R12/R11) und invertiert sie. Damit erscheint am Ausgang von OP1 eine Spannung von 2.5V+0.85V = 3.35V. Also knapp an der Austeuergrenze vom LM358. Geht der Eingang jetzt noch tiefer als die 1.65V DC dann kann der OP nicht mehr anders. Anders bei Sallen Key. Da macht der OP DC maessig das am Ausgang was am Eingang anliegt. christian krawczyk schrieb: > Ab einer gewissen Frequenz fängt das Sinussignal an, sich zu > zerhacken, richtung Dreiecksignal, Das liegt an der begrenzten Slewrate des OPs. Der kommt mit seinem Ausgang einfach nicht hinterher. Anderen OP einsetzen.
>im anhang nochmal meine Realisierung, mit dem LM358. Lieber Gott, jetzt vergiß doch bitte endlich diesen jämmerlichen LM358. Wenn du einen aktiven Tiefpaß 4. Ordnung mit einer Grenzfrequenz von 140kHz aufbauen willst, dann brauchst du einen richtig richtig richtig richtig schnellen OPamp und nicht so eine ultralahme Gurke wie den LM358!
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Das Filter könnte ungefähr so aussehen wie im Anhang. Es gibt aber Millionen von anderen ebenfalls geeigneten Schaltungen. Es sind zwei gleiche Tiefpässe dritter Ordnung mit näherungsweiser Butterworth-Charakteristik zu sehen. Sie besitzen einen passiven Teil am Eingang und bewirken auch dann noch bei höchsten Frequenzen eine ausreichende Dämpfung, wenn der OPamp schon nicht mehr kann. Der OPA350 ist hier beispielhaft gezeigt. Es gibt sicher bessere. Entscheidend ist, daß der OPA350 40MHz kann und damit erheblich schneller als dein LM358 ist. Die Schaltung muß niederohmig und schnell getrieben werden.
Kai Klaas schrieb: >>im anhang nochmal meine Realisierung, mit dem LM358. > > Lieber Gott, jetzt vergiß doch bitte endlich diesen jämmerlichen LM358. > Wenn du einen aktiven Tiefpaß 4. Ordnung mit einer Grenzfrequenz von > 140kHz aufbauen willst, dann brauchst du einen richtig richtig richtig > richtig schnellen OPamp und nicht so eine ultralahme Gurke wie den > LM358! Japp hab es heute den Tag über verstanden :) War halt das was im labor da war, und ich wollte erstmal das funktionsprinzip derschaltung ausprobieren :) Am Wochenende schau ich nach nem besseren, und der wird montag gleich bestellt;)
> Das sollte auch ohne diesen Kondensator funktionieren ist ja > schliesslich ein Tiefpass und daher gehoert auch DC dazu. > Deine Eingangssignal muss sich dabei um UB/2 bewegen und nicht um 1.65V. > Also der DC Vorpegel am Eingang muss genauso gross sein wie die Spannung > am +Eingang sonst steuerst du den OP schon ohne Signal aus indem Fall > hilft dann nur der Kondensator. Wenn du jetzt z.B. 1.65V DC auf den > Eingang gibst dann sieht der OP eine Eingangsspannung von U/2 also > 2.5V-1.65V = 0.85V. Die Verstaerkt er mit dem Faktor 1 (R12/R11) und > invertiert sie. Damit erscheint am Ausgang von OP1 eine Spannung von > 2.5V+0.85V = 3.35V. Also knapp an der Austeuergrenze vom LM358. Geht der > Eingang jetzt noch tiefer als die 1.65V DC dann kann der OP nicht mehr > anders. > Das liegt an der begrenzten Slewrate des OPs. Der kommt mit seinem > Ausgang einfach nicht hinterher. Anderen OP einsetzen. Danke für die gute Erklärung...->Erleuchtung :D
Kai Klaas schrieb: > Das Filter könnte ungefähr so aussehen wie im Anhang. Es gibt aber > Millionen von anderen ebenfalls geeigneten Schaltungen. > > Es sind zwei gleiche Tiefpässe dritter Ordnung mit näherungsweiser > Butterworth-Charakteristik zu sehen. Sie besitzen einen passiven Teil am > Eingang und bewirken auch dann noch bei höchsten Frequenzen eine > ausreichende Dämpfung, wenn der OPamp schon nicht mehr kann. Der OPA350 > ist hier beispielhaft gezeigt. Es gibt sicher bessere. Entscheidend ist, > daß der OPA350 40MHz kann und damit erheblich schneller als dein LM358 > ist. Die Schaltung muß niederohmig und schnell getrieben werden. Vielen Dank für dein Vorschlag, vlt greif ich noch darauf zurück wenn ich nicht weiter komme. aber der scheint ja etwas anders zu funktionieren und bis ich da rein komme, alles umlöte(Prinzipiell erstmal Lochraster, da könnten die kleinen Kap. auch kritisch werden,oder?) vergeht zu viel zeit. Mal sehen, erstmal wir generell ein schnelleres Bauteil geholt, dann sieht man weiter :)
> > Deine Eingangssignal muss sich dabei um UB/2 bewegen und nicht um 1.65V. > Also der DC Vorpegel am Eingang muss genauso gross sein wie die Spannung > am +Eingang sonst steuerst du den OP schon ohne Signal aus indem Fall > hilft dann nur der Kondensator. Heißt ich muss auch einen OP finden der mit 3.3 V Single supply arbeiten kann...seh ich das richtig?
>Vielen Dank für dein Vorschlag, vlt greif ich noch darauf zurück wenn >ich nicht weiter komme. Wie gesagt, daß ist jetzt nur ein Beispiel, wie ein solches Filter aussehen könnte. >Heißt ich muss auch einen OP finden der mit 3.3 V Single supply arbeiten >kann...seh ich das richtig? Ja. Der OPA350 kann beispielsweise 3,3V.
Die Verstaerkt er mit dem Faktor 1 (R12/R11) und >> invertiert sie. Hi :) Also prinzipiell ging die schaltung (soweit) genauso mit als auch ohne Kondensator. Ich hab den Eingangspegel an Vs/2 angepasst. Alles was im Stopband passiert wird ja eh digital gefiltert nachher, sollte aber auch nicht viel sein, weil eh reiner Sinus. Meine Dämpfungen treten auch in etwa bei der berechneten Grenzfrequenz ein. Mal angenommen die bestellten Teile lösen auch das "Slew rate Problem"...ist nur noch eine Sache übrig, bei der ich nciht weiter komme, und auch niht weiß (Idee siehe unten) warum. Ich hab im kompletten Passband eine Dämpfung. Von Anfang an (auch DC) habe ich ein Signal dass bei oben angegeben Bedingungen(Versorgung etc) ca. Ich hab mal die Ohmschen Widerstände nach Einbau im Ausgeschaltetem Zustand, aber mit Anschluss aller Leitungen gemessen. Obwohl R12=R11=8,2 kOhm sein sollte, gibt das Voltmeter mir für R12 nur 3 KOhm aus. Kann daher die Dämpfung kommen?!. Das heißt doch dass der über die gesamte Schaltung irgendwo noch einen Parallelwiderstand sieht oder? Könnte ich das Problem über Hochtrimmen bis zum eigentlichen Wert lösen? Ich kann leider erst wieder in 2 Tagen ins Labor, die neuen Teile sind bestellt. Leider konnte ich weiterhin nur mit dem LM358 arbeiten, bzw habe den OPA237 mal eingebaut der hier war, hatte aber den selben effekt(für den gilt auch die 3KOhm Messung). Konnte beim LM358 keine Angabe unter "slew rate" oder V/us finden. Woran habt ihr abgelesen dass er zu langsam ist ? Besten Gruß
christian krawczyk schrieb: > Konnte beim LM358 keine Angabe unter "slew rate" oder V/us finden. Woran > habt ihr abgelesen dass er zu langsam ist ? http://www.makershed.com/v/vspfiles/assets/images/lm358.pdf Seite 4: Slewrate = 0.3V/us Das ist lahm. Der OPA2340 hat z.B. 6V/us http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa4340.pdf Der OPA237 hat auch nur 0.5V/us http://www.ti.com/lit/ds/sbos057a/sbos057a.pdf Von daher kann er auch nicht besser sein.
>Ich hab im kompletten Passband eine Dämpfung. Bitte einen kompletten Schaltplan! Welche Versorgungsspannung liegt jetzt an den LM358 an? Wie speist du den Eingang? Hoffentlich sehr niederohmig?
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> > Wie speist du den Eingang? Hoffentlich sehr niederohmig? Meinst du den Widerstand vor dem IN- ? ISt 3 kOhm, wie z.B mit Filterlab berechnet!!! Versorgung 5V , an IN+ daher 2,5 V siehe Anhang Ich seh gerade, der hat laut angaben bei 5 V Versorgung einen (max) Versorgungsstrom von 1.2 mA. Am Netzteil habe ich aber einen Augang von 4 mA -,- Wie kommt das wenn der darauf ausgelegt ist?
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> Wie kommt das wenn der darauf ausgelegt ist?
Hier nochmal die LT mit der Versorgung, so wie ich sie realisert habe.
Kann es am Spannungsteiler an der VErsorgung liegen? Ich hab grad n
bissl mit LTSPice rum probiert, dabei kommt aber nichts raus, was diese
VErmutung bestätigen würde
Warum machst du nicht endlich die Sallen Key Struktur in deinem Filter. Dann hast du die Probleme mit hochlegen vom + Eingang nicht wie bei deiner MFB Struktur. Die MFB Struktur ist eher was fuer Bipolare Versorgung des OPs. Bei MFB muss sonst dein IN Eingang auf der linken Seite einen Bias (Ruhe) Pegel von ebenfalls 2.5V haben. Warum hatte ich dir schon mal erklaert. Desweitern muessen die Widerstaende R11,R12 und R21,R22 exakt gleich sein sonst hast du auch eine DC Verstaerkung mit drin was sich am Ausgang als Offsetfehler niederschlaegt. christian krawczyk schrieb: > Ich seh gerade, der hat laut angaben bei 5 V Versorgung einen (max) > Versorgungsstrom von 1.2 mA. Am Netzteil habe ich aber einen Augang von > 4 mA -,- > > Wie kommt das wenn der darauf ausgelegt ist? Du sprichst etwas verwirrt junger Freund. Oder kann dein Netzteil nicht mehr als 4mA? Das waere dann aber ein sehr schwaches Netzteil.
Der LT1413 ist eine ganze lahme Kruecke mit gerade mal 0.2V/us Slewrate. Warum schaust du mal nicht ins Datenblatt von den OPs. Der zusammenhang zwischen Slewrate, maximaler Frequenz und Aussteuerung ist: Slewrate = 2 x Pi x f x U Dabei ist: f = maximale Frequenz U = Ausgangspannung Beispiel: Dein LT1413 hat eine minimale Slewrate von 0.2V/us Deine maximale Frequenz sei 10kHz aus deinem Beispiel. Dann ergibt sich eine maximale Unverzerrte Ausgangsspannung von: Umax = 0.2 / (2 x Pi x f) = 3.18V Das ist die Spannung die er maximal bei 10 kHz unverzerrt verstaerken kann. Damit man allerdings auf der sichern Seite bleibt sollte man da Reserven einbauen. Also mindestens Faktor 5 .. 10.
Helmut Lenzen schrieb: > Der LT1413 ist eine ganze lahme Kruecke mit gerade mal 0.2V/us Slewrate. > Warum schaust du mal nicht ins Datenblatt von den OPs. > > Der zusammenhang zwischen Slewrate, maximaler Frequenz und Aussteuerung > ist: > > > Slewrate = 2 x Pi x f x U > Das war nur für die Abbildung!!!:) habe den zu keinem Zeitpunkt in Betracht gezogen, und die Slew Rate Formel habe ich auch schon . Sry dass ich solcher Art hinweise nicht mache, ich das erste mal dass ich so aktiv in nem Forum bin ;)
christian krawczyk schrieb: > Das war nur für die Abbildung!!!:) Das Problem ist halt das wir nur die Information haben die du uns gibst und wenn in deinem Plan halt ein LT1413 steht muessen wir annehmen das du den einsetzen willst.
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Bei MFB muss sonst dein IN Eingang auf der linken > Seite einen Bias (Ruhe) Pegel von ebenfalls 2.5V haben. Warum hatte ich > dir schon mal erklaert. Hatt er doch in diesem Fall? Hab ich während der Messungen auch mit nem Voltmeter ständig kontrolliert, war alles gut. Desweitern muessen die Widerstaende R11,R12 und > R21,R22 exakt gleich sein sonst hast du auch eine DC Verstaerkung mit > drin was sich am Ausgang als Offsetfehler niederschlaegt. Schlägt sich das nur auf DC aus...ICh hab am Ausgang eigentlich garkeine DC Probleme, nur meine Amplitude ist halt stark gedämpft > Du sprichst etwas verwirrt junger Freund. Oder kann dein Netzteil nicht > mehr als 4mA? Das waere dann aber ein sehr schwaches Netzteil. Nein aber es zeigt an dass die schaltung 4 mA zieht. ICh werde mal messen was direkt am Eingang anliegt vom OP. Schau mal im Anhang. Laut LTspice lässt die Dämpfung im Bereich des GBP wieder nach... Heißt bei 80 dB die ich brauche, die bei 1,4 MSPS erreicht werden sollen, und die Abtastfrequenz liegt bei 2,8 MSPs, bräuchte ich mindestens ein GBP von 224 MHz. sicherheitshalber einen mit 1 GHz. das würde es relativ teurer machen, aber das würde ich in kauf nehmen. Wenn ich das also richtg auslege, würdest du mir definitiv die SK empfehlen, ja? Wichtig ist mir mittlerweile single supply, aber das geht in der Theorie auch soweit meine Recherche ergab...?
Helmut Lenzen schrieb: > christian krawczyk schrieb: >> Das war nur für die Abbildung!!!:) > > Das Problem ist halt das wir nur die Information haben die du uns gibst > und wenn in deinem Plan halt ein LT1413 steht muessen wir annehmen das > du den einsetzen willst. Deswegen die entschuldigung oben, hast ja auch recht ;)
christian krawczyk schrieb: > Schau mal im Anhang. Laut LTspice lässt die Dämpfung im Bereich des GBP > wieder nach... Das macht aber jedes aktive Filter mehr oder weniger. Danach kann der OP halt nicht mehr mithalten als Verstaerker und laesst halt alles durch. Wenn man so etwas vermeiden will schaltet man einen passiven RC Tiefpass vor dem Filter der das da daempft. Der braucht auch nicht besinders Steil zu sein er muss ja nur die ganzen hohen Frequenzen bedaempfen. Sallen Key 3. (ungerader) Ordnung mit einem OP hat ja schon diesen passiven Tiefpass am Eingang.
Helmut Lenzen schrieb: > christian krawczyk schrieb: >> Schau mal im Anhang. Laut LTspice lässt die Dämpfung im Bereich des GBP >> wieder nach... > > Das macht aber jedes aktive Filter mehr oder weniger. Danach kann der OP > halt nicht mehr mithalten als Verstaerker und laesst halt alles durch. > Wenn man so etwas vermeiden will schaltet man einen passiven RC Tiefpass > vor dem Filter der das da daempft. Der braucht auch nicht besinders > Steil zu sein er muss ja nur die ganzen hohen Frequenzen bedaempfen. > Sallen Key 3. (ungerader) Ordnung mit einem OP hat ja schon diesen > passiven Tiefpass am Eingang. ok, aber mit dem richtigen GBP im Opamp, würde ich den für mich interessanten Bereich wie gewünscht dämpfen können, oder? Ich nehme das mal in Angriff, dann habe ich vergleichsmöglichkeiten
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Ich habe da mal ein Filter designt. Die schlechteste Daempfung im Sperrbereich betraegt 113dB.
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Mhh, der muss jetzt doch mal Ac 0-2 V und mal AC 0-5 V können -,- dadurch fällt wohl single supply raus, weil ich mit hoher Slewrate und höherem GBP keine OP finde, die ab 2 V versorgung single Supply klar kommen. Außerdem müsste ich die je nach signal auch noch anders versorgen. ICh hatte schonmal mit dual supply rum probiert, habe es wie im Anhang gezeigt verschalten. Ist das gängig? ich hatte immer das problem, das mein Ground nicht gnau null, bzw. nicht genau mittig lag -,- Ich probier es jetzt einfach mal dual mit Sallen Key aus...Rückmeldung später
christian krawczyk schrieb: > ICh hatte schonmal mit dual supply rum probiert, habe es wie im Anhang > gezeigt verschalten. > > Ist das gängig? Das ist so nicht belastbar. Entweder du spannst dein Signal so vor das es den Arbeitbereich des OPs nicht verlaest oder du versorgst deine OPs mit einer negativen Betriebspannung. Die negative Vetriebspannung kann man eventuell mit einer Ladungspumpe (ICL7660) erzeugen. Der OP braucht ja nur ein paar mA.
Helmut Lenzen schrieb: > christian krawczyk schrieb: >> ICh hatte schonmal mit dual supply rum probiert, habe es wie im Anhang >> gezeigt verschalten. >> >> Ist das gängig? > > Das ist so nicht belastbar. > > Entweder du spannst dein Signal so vor das es den Arbeitbereich des OPs > nicht verlaest oder du versorgst deine OPs mit einer negativen > Betriebspannung. > > Die negative Vetriebspannung kann man eventuell mit einer Ladungspumpe > (ICL7660) erzeugen. Der OP braucht ja nur ein paar mA. Scheint prinzipiell machbar, nur die ladungspumpe gibt 20 mA raus, was wohl für viele Opamps zu viel sein wird (zumindestens bei denen, die ich bisher hatte) Müsste eine finden die die "paar mA" nicht überschreitet. Warum soll das so nicht gehen, wenn das signal jetzt zumbeispiel 0-2 V wäre?(siehe Anhang, rein schematisch, ohne Bauteile und Bauteilwerte).
Christian schrob: >...nur die ladungspumpe gibt 20 mA raus, was >wohl für viele Opamps zu viel sein wird... Das ist ein Verständnisproblem: Die Ladungspumpe kann 20mA liefern, sie "presst" aber keine 20mA in die angeschlossene Schaltung. Diese nimmt xxx mA auf! MfG Paul
christian krawczyk schrieb: > Scheint prinzipiell machbar, nur die ladungspumpe gibt 20 mA raus, was > wohl für viele Opamps zu viel sein wird (zumindestens bei denen, die ich > bisher hatte) > Du scheinst dich mit dem Ohmischen Gesetz nicht so richtig auszukennen. Der OP nimmt sich nur soviel er braucht. Die 20mA der Ladungspumpe bedeuten das die nicht mehr als 20mA liefern kann und nicht das die 20mA liefern muss. Die kannst du ruhig nehmen sonst haette ich dir das nicht empfohlen. Wenn du zum Beispiel einen 1K Widerstand an 10V anschliesst dann fliessen da auch nur 10mA obwohl die Spannungsquelle mit 10V durchaus in der Lage waere z.B 1A zu liefern. Nur kann sie die nicht durch den Widerstand schicken weil der eben nur die 10mA haben will -> Ohmisches Gesetzt, nur 2 der 3 Parameter sind frei waehlbar der 3. ergibt sich zwangslaeufig. > Müsste eine finden die die "paar mA" nicht überschreitet. > s.O. > Warum soll das so nicht gehen, wenn das signal jetzt zumbeispiel 0-2 V > wäre?(siehe Anhang, rein schematisch, ohne Bauteile und Bauteilwerte). Wenn du Grantieren kannst das dass Signal im Bereich von 0 .. 2V bleibt dann funktioniert das mit einer Spannungsquelle. Es koennte allerdings sein das es im Bereich um die 0V ungenau wird.
> Wenn du Grantieren kannst das dass Signal im Bereich von 0 .. 2V bleibt > dann funktioniert das mit einer Spannungsquelle. Es koennte allerdings > sein das es im Bereich um die 0V ungenau wird. Das kann ich schon, sind extra Spannungssensoren die das können vorhanden. Nur liefert der Spannungssensor 0-2 V und der Stromsensor 0-5 V. Im schlimmsten fall spannungsteiler nach dem Stromsensor. Beim dual supply krieg ich mit dem DC Pegel keine Problem, da selbes Ground Potential oder? Nur zusehen dass das eingangsignal in den Grenzen der Versorgung bleibt, dann könnte ich ja auch ein 0-2 V AC Signal verarbeiten, in dem ich den Op mit +/- 5 V versorge...
Christian, du machst dir das Leben wirklich richtig schwer. Jetzt besorg dir doch erst einmal ein Netzteil, das hält, was der Name verspricht. Entweder du nimmst eine symmetrische Versorgung von mindestens +/5V, dann kannst du auch den LM358 zur Not einsetzen. Zur Not deswegen, weil der LM358 kein Rail-to-Rail-Typ ist und am Ausgang nur einen begrenzten Hub erzeugen kann (Vcc-1,5V). Oder du fährst mit unsymmetrischen +5V, dann mußt du für den OPamp einen Rail-to-Rail-Typ verwenden, wie beispielsweise den OPA350, und die Eingangsspannung auf die Hälfte der Versorgungsspannung vorspannen, so wie ich das oben gezeigt habe. Dann verwende bitte endlich um Himmelswillen einen schnelleren OPamp. Das ist ja zum Mäusemelken, was du mit diesen lahmarschigen OPamps da anstellst. Man sollte dich mal kräftig schüttteln. Du erwartest bei 1...10MHz eine brauchbare Dämpfung. Dann muß dein OPamp dort noch wie ein Verstärker arbeiten. Also reicht ein LM358 nicht einmal ansatzweise für dein Vorhaben. Deswegen habe ich dir den OPA350 vorgeschlagen, der es immerhin auf 40MHz Bandbreite bringt.
Kai Klaas schrieb: > Christian, du machst dir das Leben wirklich richtig schwer. Jetzt besorg > dir doch erst einmal ein Netzteil, das hält, was der Name verspricht. > Entweder du nimmst eine symmetrische Versorgung von mindestens +/5V, > dann kannst du auch den LM358 zur Not einsetzen. Zur Not deswegen, weil > der LM358 kein Rail-to-Rail-Typ ist und am Ausgang nur einen begrenzten > Hub erzeugen kann (Vcc-1,5V). Oder du fährst mit unsymmetrischen +5V, > dann mußt du für den OPamp einen Rail-to-Rail-Typ verwenden, wie > beispielsweise den OPA350, und die Eingangsspannung auf die Hälfte der > Versorgungsspannung vorspannen, so wie ich das oben gezeigt habe. > Symmetrische versorgung (Netzteil) habe ich nicht, deswegen bestell ich auf jeden fall erstmal ne LAdungspumpe, um es mal auszuprobieren. Auf den besseren Op warte ich ja schon, aber unsymmetrsich kommt für mich wohl nicht in frage, weil ich nicht jedesmal das Signal vorspannen will, da ich mal 0-2 V, und mal 0-5 V AC filtern will
christian krawczyk schrieb: > Auf den besseren Op warte ich ja schon, aber unsymmetrsich kommt für > mich wohl nicht in frage, weil ich nicht jedesmal das Signal vorspannen > will, da ich mal 0-2 V, und mal 0-5 V AC filtern will Wenn dein OP RailToRail ist und mit 5V Versorgt wird dann kann er in der Sallen Key Struktur auch ein Signal von 0..2V bzw. 0..5V verarbeiten. Beides ist ja im Eingangsbereich von 0..5V des OPs moeglich. Das einzige was man bei RailToRail beachten sollte ist das er bei 0V keine exakten 0V am Ausgang mehr macht sondern dort nur bis ca. 50mV runterkommt je nach Last am Ausgang. Deshalb meine Aussage das er nahe bei 0V etwas ungenauer wird.
Das einzige > was man bei RailToRail beachten sollte ist das er bei 0V keine exakten > 0V am Ausgang mehr macht sondern dort nur bis ca. 50mV runterkommt je > nach Last am Ausgang. > Deshalb meine Aussage das er nahe bei 0V etwas ungenauer wird. was ja wiederum sehr schlecht ist, wenn ich danach AD Wandeln will.Dann sind alle Stufen von 0-50mV unbrauchbar... Ziel ist, dass das signal für ca. 11 Bit Auflösung geeignet ist, heißt bei 2 V ich bräuchte einen Rail to Rail von 1mV -,-
christian krawczyk schrieb: > was ja wiederum sehr schlecht ist, wenn ich danach AD Wandeln will.Dann > sind alle Stufen von 0-50mV unbrauchbar... Ok, dann faellt unipolare Versorgung weg und ueberig bleibt bipolare Versorgung. So was kann den dein AD Wandler fuer einen Eingangsbereich?
>Symmetrische versorgung (Netzteil) habe ich nicht, deswegen bestell ich >auf jeden fall erstmal ne LAdungspumpe, um es mal auszuprobieren. Um Himmelswillen, nein, damit machst du doch alles noch viel schlimmer! Christian, wenn du nicht mal ein +/-5V Netzteil zur Hand hast, oder dir eines selbst bauen kannst mit 7805+7905, dann vergiß die ganze Geschichte. Das wird ja immer grotesker.
Helmut Lenzen schrieb: > christian krawczyk schrieb: >> was ja wiederum sehr schlecht ist, wenn ich danach AD Wandeln will.Dann >> sind alle Stufen von 0-50mV unbrauchbar... > > Ok, dann faellt unipolare Versorgung weg und ueberig bleibt bipolare > Versorgung. > > So was kann den dein AD Wandler fuer einen Eingangsbereich? Unipolar, 2.35 V - 3,6 Vdd Supply, interne Reference über Vdd, entsprechend der Eingangsbereich.
>Unipolar, 2.35 V - 3,6 Vdd Supply, interne Reference über Vdd, >entsprechend der Eingangsbereich. Und wie groß ist die interne Referenz??
Kai Klaas schrieb: > Und wie groß ist die interne Referenz?? Fragen wir doch lieber mal nach welcher Type es denn ist. Immer diese Salamietaktik.
Kai Klaas schrieb: >>Unipolar, 2.35 V - 3,6 Vdd Supply, interne Reference über Vdd, >>entsprechend der Eingangsbereich. > > Und wie groß ist die interne Referenz?? Wahrscheinlich kommt der AD7276 zum Einsatz. der holt sich die Referenz über Supply. Ansonsten könnte ich 1.8V, 2.5V, 3.3 V Referenzspannung generieren. aus Datenblatt: Alternatively, because the supply current required by the AD7276/ AD7277/AD7278 is so low, a precision reference can be used as the supply source for the AD7276/AD7277/AD7278. Das wäre über ein Nanoboard theoretisch möglich! Also wahrscheinlich 2.5 V
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140kHz_Lowpass.gif
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Hi, ich habe mal die Simulation mit den Daten gefüttert. Wenn die Parameter, 140kHz -3dB und 1,5MHz -80 dB, noch aktuell sind, kommst du mit einem Lowpass 4.Grades nicht zu recht. Die erste Version, MFB 6.Grad, macht eine Phasendrehung von 180° die anderen 0°. Grüße
>ich habe mal die Simulation mit den Daten gefüttert. Wenn die Parameter, >140kHz -3dB und 1,5MHz -80 dB, noch aktuell sind, kommst du mit einem >Lowpass 4.Grades nicht zu recht. Die erste Version, MFB 6.Grad, macht >eine Phasendrehung von 180° die anderen 0°. Vielleicht sollten wir mal fragen, ob dieses Tiefapßfilter überhaupt notwendig ist, oder zumindest in dieser Form. Christian, erzähl mal, was du überhaupt vor hast...
Kai Klaas schrieb: >>ich habe mal die Simulation mit den Daten gefüttert. Wenn die Parameter, >>140kHz -3dB und 1,5MHz -80 dB, noch aktuell sind, kommst du mit einem >>Lowpass 4.Grades nicht zu recht. Die erste Version, MFB 6.Grad, macht >>eine Phasendrehung von 180° die anderen 0°. > > Vielleicht sollten wir mal fragen, ob dieses Tiefapßfilter überhaupt > notwendig ist, oder zumindest in dieser Form. Christian, erzähl mal, was > du überhaupt vor hast... ich soll einen tiefpass entwickeln der 10-12 Bit Wandlungen ermöglicht. (12 nat. wünschenswert. Das Signal das gemessen wird kann bis zu 140kHz groß sein. Hintergrund ist eine induktives Ladesystem, weswegen ich Induktivitäten vermeiden wollte(Und wegen größe, und nicht trivialer berechnung). Aus kostengründen wird nämlich der obige Ad Wandler eingesetz(Im schlimmsten fall muss einer her mit einer größenren Abtastfrequenz, aber da wirds kritisch mit den vorhandenen Packages-Stichwort löten) Also wollte ich gerne innerhalb einer Dekade auskommen, was bei 4 Ordnung aktiv ja eigentlich hinkommen sollte. Wenn es doch 5 oder sechste ordnung sein müsste um von bspw. 10 auf 12 zu kommen ist respektive nicht so schlimm. Aber ich würd gerne erstmal 4 Stufen hinkriegen. Denn alleine das ganze löten und ausprobieren und die Fehlerpotentiale steigen ja mit jeder Stufe.... Die Signale sind im schlimmsten fall( ein bereits vorhandener Sensor, daher unbedingt Vorgabe) unipolares Signales mit einer Spitze-Spitze Amplitude von 2 V. Ein anderer Sensor kann 5 V, aber da könnte ja noch ein Spannungsteiler hin, also geh ich mal von ersterem aus. Invertierung ist deshalb nicht wünschenswert. Jedoch kommt nach dem AD Wandler ein FPGA(Nanoboard). Da lassen sich spezielle Sachen wieder rausrechnen. An andere Stelle wird zudem ein Digitalfilter entwickelt werden. Daher hab ich auch guten Zugriff auf Referenzsignale bzw. genaue Spannungen, nur nicht im negativen.
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MFB_Daempfung.JPG
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Krangel schrieb: > Hi, > ich habe mal die Simulation mit den Daten gefüttert. Wenn die Parameter, > 140kHz -3dB und 1,5MHz -80 dB, noch aktuell sind, kommst du mit einem > Lowpass 4.Grades nicht zu recht. Die erste Version, MFB 6.Grad, macht > eine Phasendrehung von 180° die anderen 0°. > Grüße Warum nicht? -> Anbei mal 4er Ord. MFB simuliert
Du hast aber durch den Kondensator jetzt eine untere Grenzfrequenz. Und jetzt die Transientanalyse.
Helmut Lenzen schrieb: > Du hast aber durch den Kondensator jetzt eine untere Grenzfrequenz. > > Und jetzt die Transientanalyse. Du hast bei dir keinen Kondensator? Im Labor ging meine Schaltung dann auch ohne nachdem ich richtig vorgespannt habe. Hatte halt nur ne über alle Frequenzen von Anfang an ne dämpfung drin, was jetzt noch an den Widerständen oder am Bauteil liegen muss. Mache jetzt aber nichts mehr mit dem LM358. Hab mir den TLE2037 ausgeguckt, was haltet ihr von dem? Muss ich mir über den closed loop gain gedanken machen. VErsuche mich da gerade rein zu fuchsen...Wird zur stabilisierung empfohlen. Single Supply ist jetzt definitiv raus.
Helmut Lenzen schrieb: > Du hast aber durch den Kondensator jetzt eine untere Grenzfrequenz. > > Und jetzt die Transientanalyse. Laut simulation zeigt er das gleiche Verhalten, nur dass er mir mein DC blockt, was sehr schlecht ist. Eigentlich möchte ich den Kondensator umgehen, aber bei vielen Applikation ist das wohl nicht möglich. Womit simulierst du ?
christian krawczyk schrieb: > Laut simulation zeigt er das gleiche Verhalten, nur dass er mir mein DC > blockt, was sehr schlecht ist. Eigentlich möchte ich den Kondensator > umgehen, aber bei vielen Applikation ist das wohl nicht möglich. > Bei bipolarer Versorgung brauchst du nix zu blocken also kein Kondensator. Allerdings muss du dann eine Schutzbeschaltung deines ADC einbauen. Der OP Ausgang kann ja bei bipolarer Versorgung ja auch negative werden was der ADC gar nicht mag. Und jetzt nicht behaupten kann nicht weil man Eingangssignal ja auch nicht negative werden kann es gibt auch noch Einschwingvorgaenge beim einschalten etc. > Womit simulierst du ? Mit LTSpice.
moin, christian krawczyk schrieb: > Warum nicht? -> Anbei mal 4er Ord. MFB simuliert auf dem dem Bild kann man nicht viel erkennen, lade bitte Diagramme als GIF hoch. Ich vermute du hast 6-7dB Dämpfung mit 1dB Ripple. Ob das für deine Anwendung gut ist? Grüße
christian krawczyk schrieb: > ich soll einen tiefpass entwickeln der 10-12 Bit Wandlungen ermöglicht. > (12 nat. wünschenswert. Das Signal das gemessen wird kann bis zu 140kHz > groß sein. Hintergrund ist eine induktives Ladesystem Hab ich das nicht schon mal in einem anderen Thread gelesen? Da ging es um Spannungs- und Strommessung... Kannst du mal was zu deinem ominösen "Signal" sagen? Was hat das für eine erwartete Kurvenform? Bei einer induktiven Energieübertragung würde man ja auf Sinus mit leichten Dreckeffekten tippen. Sind denn da überhaupt signifikante Signalanteile, die durch das Filter gedämpft werden müssen? Welchen Aspekt des Signals soll die Messung erfassen? Eine Spektralanalyse wirds wohl nicht werden. Ich tippe mal: Amplitude und Phasenlage? Ich glaube ja, daß du total auf dem Holzweg bist. Denn wenn du einen verdreckten Sinus mit 140kHz Grundfrequenz durch ein solches Filter jagst, dann kommt hinten ein sauberer Sinus raus (was auch sonst?). Aber die Phasenlage ist im Arsch. Falls das andererseits eine Effektivwertmessung / Leistungsmessung durch Oversampling werden soll, dann mußt du nicht nur mit einem Vielfachen der Grundfrequenz abtasten. Dann muß auch die Signalverarbeitung vor dem AD-Wandler die entsprechende Bandbreite haben. Denn dann willst du die Oberwellen ja mitmessen. Die sind sozusagen das Salz in der Suppe. XL
Axel Schwenke schrieb: > Kannst du mal was zu deinem ominösen "Signal" sagen? Was hat das für > eine erwartete Kurvenform? Bei einer induktiven Energieübertragung würde > man ja auf Sinus mit leichten Dreckeffekten tippen. Sind denn da > überhaupt signifikante Signalanteile, die durch das Filter gedämpft > werden müssen? > Ja es ist ein Sinus, hatte ich irgendwo oben geschrieben, nur in der Zusammenfassung vergessen. ICh kann halt nur Auf Literaturrecherche zurückgreifen, und im Prinzip haben die halt immer einen AntiAliasing Filter. jo, Wichtig ist Amplitude und Phase, um einfach das Signal digital abspeichern zu können > > Aber die Phasenlage ist im Arsch. Die Phase kann doch, wenn sie linear ist rausgerechnet werden oder nicht? Oversampling halt wegen Anti-Aliasing und evtl noch statistische Auflösung. Der Clou ist, man würde sich ja freuen wenn der Filter auch für andere Signale benutzbar wäre, offiziell ist meine Vorgabe aber n Sinus! > > XL
Achso n Upgrade, Ich hatte das "Dämpfungproblem in den Griff gekriegt (Im Prinzip hatte ich meinen Widerstand der für die Verstärkung notwendig ist, durch eine falsche Anwendung aus der Applikation verändert. Als ich heute das Verhältnis heute korrigiert habe, ging es (Bis auf Slew Rate). Also habe jetzt eine Single Supply MFB in Betrieb genommen, und konnte auch sehen dass Sie wegen der Offsett Ungenauigkeit des O Pamps nciht geeignet bin (Gutes Ergebnis für meine Arbeit). Jetzt nehme ich die Dual Supply Schaltung in Angriff.
Helmut Lenzen schrieb: > christian krawczyk schrieb: > > Bei bipolarer Versorgung brauchst du nix zu blocken also kein > Kondensator. Ich wollte auch nicht blocken, nur die Anwendung brauchte den ja. Allerdings ist der Aspekt" mit der unteren Grenzfrequenz" wäre erstmal nicht schlimm, da Sinus. Nur wegen dem "Wunsch" den unter Umständen auch mal für andere Anwendung benutzen zu können...wie oben beschrieben. > Allerdings muss du dann eine Schutzbeschaltung deines ADC einbauen. Der > OP Ausgang kann ja bei bipolarer Versorgung ja auch negative werden was > der ADC gar nicht mag. Und jetzt nicht behaupten kann nicht weil man > Eingangssignal ja auch nicht negative werden kann es gibt auch noch > Einschwingvorgaenge beim einschalten etc. Japp, ist mir bewusst.Danke!!!
Axel Schwenke schrieb: > christian krawczyk schrieb: > Ich glaube ja, daß du total auf dem Holzweg bist. Denn wenn du einen > verdreckten Sinus mit 140kHz Grundfrequenz durch ein solches Filter > jagst, dann kommt hinten ein sauberer Sinus raus (was auch sonst?). > Aber die Phasenlage ist im Arsch. Gerade weil es ein reiner Sinus, ist das mit der Phasenlage ja nciht tragisch. Und wenn ich schön steil dämpfe, dann habe ich auch weniger Rasuchen(muss ja bis in den Bereich der Auflösung um das sicherzustellen). Wnen ich garnicht weiterkomme kann ich natürlich n RC tiefpass 2 Ordnung oder so reinhauen, schutzbeschaltung für den Eingang des ADC, vlt Schirmung und weit genug oversamplen. Alles was im Passband passiert wird noch digital gefiltert. Aber mein Prof. war von dem Projekt "Aktiver Tiefpass" überzeugt, um eine gewisse Entwicklungsarbeit ins Projekt zu bringen -,- deswegen mach ich erstmal mit dem dual supply Ansatz weiter :D. Danach kann man halt abwägen (Kosten, LAyout/Komplexität), was besser ist.
>Ja es ist ein Sinus, hatte ich irgendwo oben geschrieben, nur in der >Zusammenfassung vergessen. ICh kann halt nur Auf Literaturrecherche >zurückgreifen, und im Prinzip haben die halt immer einen AntiAliasing >Filter. Ja, in der Theorie. Aber in der Praxis wählt man einen Kompromiß und weicht teilweise kräftig vom Wünschenswerten ab, wenn das zu viel Aufwand macht und in keinem Verhältnis zum Nutzen steht, so wie bei dir. >Aber mein Prof. war von dem Projekt "Aktiver Tiefpass" überzeugt, um >eine gewisse Entwicklungsarbeit ins Projekt zu bringen -,- deswegen mach >ich erstmal mit dem dual supply Ansatz weiter :D. Danach kann man halt >abwägen (Kosten, LAyout/Komplexität), was besser ist. Ach Gott, du arme Sau. Daher weht der Wind. Jetzt wundert mich gar nichts mehr...
Kai Klaas schrieb: > Ach Gott, du arme Sau. Daher weht der Wind. Jetzt wundert mich gar > nichts mehr... Haha, ja wir bereits gesagt, wenn der dual supply ansatz nicht demnächst klappt, dann mach ich einen einfacheren RC (BSpw. 2 Ordnung) und leg das halt nur für Sinus aus. Dann sicherheitshalber höher abtasten. Ja nachdem ich die Theorie behandelt habe, war recht klar, dass das eigentlich die größte arbeit ist. Sonst ist`s ja "nur" Schutzbeschaltung, Referenz/Versorgung und Kommunikation/Speicherung mit dem FPGA herstellen. Wobei ich recht froh bin, mal was im Labor zu machen, auch wenn die ersten Gehversuche ziemlich mühseelig waren, sry dafür nochmal;) PS: Duale Versorgung sthet, nur noch nicht mit Last am Optokoppler probiert, mal sehen was kommt :)
Aaaalso, Endlich hat es geklappt. ICh hab meine erste MFB Schaltung in BEtreib genommen, mit dual supply. Läuft, allerdings erstmal nur eine Stufe, also 2er Ordnung. Hab ein invertiertes Signal, aber das dürfte sich ja mit der zweiten Stufe erledigen oder? Sry dass ich es euch teilweise so schwer gemacht habe, aber der sprung ins kalte Wasser ist nicht immer ganz einfach. :D Danke nochmal an Alle :) Nächste woche kommt die zweite Stufe, und PCB LAyout, damit alles nicht mehr so "grob" und Rauschanfällig ist. Also Schönes Wochenende;)
Mache mich gerade wegen Schutzbeschaltung vom Analog input schlau. Bitte korrigiert meine Darstellung wenn ich falsch liege. Also, dass ich Dioden(Zener/Suppressor etc) richtung Vcc und Ground benutzen kann, um meine Eingänge entsprechend zu schützen, ist mir bewusst. Allerdings werden in allen Threads zu diesem Thema auch immernoch Vorwiderstände verwendet, für eine gewisse Strombegrenzung. am Anfang dachte ich, das dieser Widerstand meine Spannung doch verändern müsste. Is das nicht so weil...? Ich einen Opamp mit niederohmigen Ausgang habe, das heißt er kann viel Strom liefern, mein ADWandler aber so gut wie nicht belastet, sodass kaum Strom fließt und somit auch kein Spannungsabfall über diesen Widerstand? ICh hab n Beispiel gefunden wo zum Beispiel 10 k genommen worden. Wenn meine sagen wir mal mindestens 10 Bit Wandlung genau funktionieren soll, darf dann über den Widerstand keine Spannung abfallen die über (2 V / 2^10):2 ist, oder ? (Faktor 2 wegen Entscheiderschwelle bei Quantisierung) Belastet der ADWandler (7276) wirklich so wenig? Finde dazu keine geeigneten Größen die mir ne Aussage liefern. BG
christian krawczyk schrieb: > am Anfang dachte ich, das dieser Widerstand meine Spannung doch > verändern müsste. > > Is das nicht so weil...? Der Eingang vom ADC sehr hochohmig ist. christian krawczyk schrieb: > Belastet der ADWandler (7276) wirklich so wenig? Finde dazu keine > geeigneten Größen die mir ne Aussage liefern. Input Leakage Current < 1uA Eingangs Kapazitaet 42pF bei Track. Und die must du umladen koennen in der Zeit.
>Mache mich gerade wegen Schutzbeschaltung vom Analog input schlau.
Üblicherweise verwendet man einen "single supply" Opamp, den man mit der
gleichen Versorgungsspannung betreibt, wie den ADC. Dann sind
gefährliche Überspannungen unmöglich.
Mit einer für den OPamp abweichenden Versorgungsspannung mußt du den ADC
jetzt natürlich schützen. Die BAV199 ist eine leckstromarme Doppeldiode,
die gerne dafür verwendet wird. Den Strom durch diese Doppeldiode
begrenzt du mit einem 470R Widerstand. Zwischen dieser Doppeldiode und
dem Eingang plazierst du noch einmal einen 470R Widerstand, der den
Reststrom in den ADC begrenzt. Macht zusammen 940R. Über diesen
Widerstand fließt dein Leckstrom aus dem Eingang des ADC und verursacht
einen Fehler von rund 1mV. Bezogen auf 3,6V Referenzspannung und 12bit
Auflösung entspricht das einem Fehler von rund 1LSB. Wenn der
Eingangsstrom bei moderaten Umgebungstemperaturen weit niedriger als 1µA
ist, ist das tolerierbar.
ICh versorg allerdings beide mit positiv der gleichen Quelle, also kann der Op doch positiv nicht übersteuern oder? dann würde es doch reichen den Eingang gegen negative Werte zu schützen. Welche Werte hast du jetzt angenommen? Wenn ich 3,6 Volt am Ausgang( in Wirklichkeit 2 V) habe, und mit den ersten 470 Ohm belaste, habe ich ca. 7,7 mA, und daraus resultiert laut DB eine forward Voltage max von ca. 950 mV. es wird ja wahrscheinlich immer nur eine Diode im Fehlerfall durchschalten, also ist der berechnete Stromwert auch die Größe die ich brauche für eine Diode oder? Und wenn ich das richtig sehe, hat die BAV keine feste Spannung, sondern die durchlassSpannung variert mit dem Strom? Mir ist nicht ganz klar wofür der zweite Widerstand, beziehungsweise wann der greift, der ADC ist doch hochohmig? BG
Oder Spielen die Verstärkungwiderstände vorher mit eine Rolle? Dann ist das doch aber nur ne Reihenschaltung, und der Strom wird noch kleiner, wodurch ich immernoch nciht auf deine Durchbruchspannungen komme...
>ICh versorg allerdings beide mit positiv der gleichen Quelle, also kann >der Op doch positiv nicht übersteuern oder? dann würde es doch reichen >den Eingang gegen negative Werte zu schützen. Theoretisch ja. In der Praxis schaltet man aber gerne beide Dioden an, da sich dann in erster Näherung ihre Leckströme gegenseitig wegheben. Das trifft jetzt weniger auf die BAV199 zu, aber eher auf Dioden wie die BAV99, vor allem bei höheren Umgebungstemperaturen. >Mir ist nicht ganz klar wofür der zweite Widerstand, beziehungsweise >wann der greift, der ADC ist doch hochohmig? Du hast aber schon das Datenblatt des AD7276 aufmerksam studiert, insbesondere Seite 11? Da werden doch interne Schutzdioden am Analogeingang leitend, wenn die Eingangsspannung über die Rails geht... >Oder Spielen die Verstärkungwiderstände vorher mit eine Rolle? Dann ist >das doch aber nur ne Reihenschaltung, und der Strom wird noch kleiner, >wodurch ich immernoch nciht auf deine Durchbruchspannungen komme... Um Himmelswillen, nein. Das ist nicht "rocket science", sondern ganz einfache "worst case" Überschlagsrechnungen, die zur Bemessung der Schutzwiderstände führen. Man will ja irgendwann mit der Schaltung fertig werden. >Welche Werte hast du jetzt angenommen? Wenn ich 3,6 Volt am Ausgang( in >Wirklichkeit 2 V) habe,... Keine gute Idee, mit der Versorgungsspannung des ADC auf so niedrige Werte zu gehen, wenn du eine möglichst hohe Genauigkeit vom ADC haben willst.
Kurze Frage: Wenn ich bipolare Versorgung nehme, ist mein GND bzw. mein Nullpunkt doch nicht abhängig davon wie die positive und negative Spannung zueinander stehen oder ? Laut LTSpice hat es keine auswirkungen. Wenn ich das richtig verstanden habe, stellt es (für meine unitiy Gain anwendung) nur die Aussteuergrenze dar oder? Außerdem : Außerdem muss ich ja sicherstellen, dass ich über die Eingangsbandbreite des ADC (nachfolgend x) komplett sperre. heißt mein MFB vom OPamp ist dann x*80 db beispielhaft, oder? (Kommt mir groß vor, wobei ich shcon bezahlbares gefunden habe) Ist das richtig angenommen?(möchte trotzdem nicht für etwas bezahlen was ich nciht brauche :) ) Oder reicht bei der OPamp auswahl das einfach nur die gleiche Bandbreite hat? Also wenn x (ADC) = 55 MHz -> Opamp Bandbreite ca 55 MHz? Ist das richtig angenommen? Im Datenblatt steht : 55MHHz @ 3dB , 8 MHz @ 0.1 dB -> welches davon ist jetzt mein Richtwert? Ihr habt in euren Simulationen teilweise unterschiedliche von Stufe zu Stufe teils unterschiedliche Bandbreiten bei den Opamps. Kann die erstere Stufe mit weniger Bandbreite betrieben werden (Frage aus Kostengründen, vlt liegt hier ja Einsparungspotential) Wie immer Danke
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