Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Tiefpass ja oder nein?


von Claude J. (berus)


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Hallo

kann mir irgendjemand sagen, ob ich im folgendem Fall einen Tiefpass 
benötige?
Das dynamische Mikrofon hat eine Bandbreite von 20 - 10000 Hz und die 
Grenzfrequenz soll ebenfalls ein bei 10kHz liegen? Naja theoretisch bin 
ich nicht der Meinung. Aber ich könnte glauben, dass man trotzdem einen 
einbauen sollte.

Achso der Vorversärker für das Mikro verstärkt eine Banbreite von 100 
-20000 Hz. Ich bin mir nicht sicher, aber ich vermute, dass das kein 
Problem sein sollte. Ihr wisst ja, dass die Bandbreite des 
Mikrofonvorverstärkers über die des Mikrofons hinausgeht

von rava (Gast)


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Meistens verwendet man im Mischpult einen Trittschalltfilter. Das ist 
ein steilflankiger Hochpass, der das Rumpeln durch niederfrequente 
Bewegungen rausfiltert.

Möglicherweise macht das auch deine Endstufe.

Hochpass benötigt man eher beim digitalisieren. Ist deine Endstufe eine 
Digitalendstufe, macht sie das vielleicht selbst.

von Stefan (Gast)


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Eine Begrenzung der Bandbreite ist wichtig, damit Du Dir keine 
Radiowellen einfängst. Dein Vorverstärker hat sie offensichtioch schon 
drin.

Die Grenzfrequenzen des Verstärkers und des Mikrofons müssen nicht 
übereinstimmen.

von rava (Gast)


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ach "vorverstärker".
sorry.

Beitrag weg.

von Claude J. (berus)


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Ich kann dir nicht ganz folgen. Was verstehst du unter Endstufe?

Ja ich möchte digitalisieren. Das soll über einen IC laufen; sprich 
->dynamisches Mikrofon-> rauscharmer Vorverstärker --> IC. Ich weiß, 
dass man zwischen Vorverstärker und den IC oft einen Tiefpass schaltet. 
Da aber vom Mikrofon empfangene Signal nur in der Bandbreite 100 bis 
10000Hz schwingt, dachte ich man könne ja bei fg=10kHz den Tiefpass 
dieses Mal rauslassen. Ob das so funktionieren würde?

Ja stimmt an einen Hochpass habe ich gar nicht gedacht - danke. Ich 
könnte also die Tiefen des Mikrofon an den die Bandbreite des 
Vorverstärker anpassen, indem ich einen Hochpass gebrauche. Müsste der 
da nicht theoretisch einen Hochpass zwischen Mikro und Vorverstärker 
sein? Sowas habe ich noch nie gesehen. Hinter dem Vorverstärker wäre der 
doch doch nutzlos.

???

von Claude J. (berus)


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Hallo Stefan,

danke dir für deinen kurzen und prägnanten Beitrag. Du meinst also, dass 
es nicht unbedingt von Nachteil ist, wenn die Bandbreiten des Mikros und 
des Vorverstärkers sich unterscheiden.

Ist das wirklich so erfreulich unkritisch =)

von Meine Meinung (Gast)


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@rava:
Die Frage war:
Claude Juncker schrieb:
> ob ich im folgendem Fall einen Tiefpass
> benötige?

Und deine Antworten lauten:
rava schrieb:
> Das ist ein steilflankiger Hochpass,
und
> Hochpass benötigt man eher beim digitalisieren.

Krieg ich irgendwie nicht auf die Reihe.

@claude:
Sag mal, was du überhaupt machen willst. Wo willst du das Mikrofon 
anschließen? Eine Bühnen-Anlage oder generell etwas analoges? Oder 
willst du das Mikrofonsignal digitalisieren?
(Der Beitrag steht bei Mikrocontroller und digitale Elektronik!)
Wenn du digitalisieren willst, dann kommt es auf deine Abtastfrequenz 
an. Such mal nach "Nyquist-Shannon-Abtasttheorem". Das heißt, dein 
Mikrofon-Signal sollte keine Frequenzanteile mehr enthalten, die über 
die Hälfte der Abtastfrequenz hinausgeht. Oder anders gesagt, die 
Abtastfrequenz soll mindestens das doppelte der höchsten Frequenzanteile 
entspricht. Dementsprechend mußt du die Abtastfrequenz oder dein 
Tiefpaßfilter auslegen.

von Georg G. (df2au)


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rava schrieb:
> Hochpass benötigt man eher beim digitalisieren.

Die meisten Leute verwenden einen Tiefpass vor dem ADC, auch 
Antialiasing Filter genannt.

von Claude J. (berus)


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Ja, da habt ihr beide natürlich Recht. Das Abtasttheorem kenne ich und 
was es bedeutet. Ich weiß auch dass man normaler Weise einen Tiefpass in 
so eine Messkette einbaut, um die obere Grenzfrequenz fest zu legen. 
Apropo - ich möchte einen Schalldruckpegel messen. Das soll mit Hilfe 
eines ADC im IC digitalisiert werden. Da das ja irgendwie normal ist, 
sprich Tiefpass in so einem Fall, frage ich ob jemand was weiß, was 
passiert, wenn ich keinen Tiefpass benutze, weil ich einfach das obere 
Ende des Frequenzbereichs des Mikros (10kHz) als so zu sagen "Tiefpass" 
missbrauchen kann. Also im Endeffekt eine Messkette für Schalldruck nur 
eben ohne Tiefpass.

Also ich glaube, dass Stefan meine Frage schon beantwortet hat. Oder 
seid ihr anderer Meinung?

von Meine Meinung (Gast)


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Wenn du sicherstellen kannst, daß aus dem Vorverstärker in keinem Fall 
eine höhere Frequenz in Richtung Digitalisierung kommt (auch nicht durch 
Einstreuung durch ungenügende EMV-Abschirmung usw) dann kannst du 
natürlich den Tiefpaß zwischen VV und ADC weglassen. Der soll ja genau 
das verhindern.

von Dumdi D. (dumdidum)


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Meine Meinung schrieb:
> Wenn du sicherstellen kannst, daß aus dem Vorverstärker in keinem Fall
> eine höhere Frequenz in Richtung Digitalisierung kommt (auch nicht durch
> Einstreuung durch ungenügende EMV-Abschirmung usw) dann kannst du
> natürlich den Tiefpaß zwischen VV und ADC weglassen. Der soll ja genau
> das verhindern.

genau. Dann ist ja der VV schon 'der Tiefpass'.
Tue es Dir nicht an. Mach das richtige. Bau einen Tiefpass ein.

von Claude J. (berus)


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Ja, genau das habe ich mir auch gedacht. Ich bin froh das wir einer 
Meinung sind =)

Mal eine ganz andere Frage, was ist eigentlich die Impedanz eines 
Tiefpasses? Ist die gleich der Größe des Widerstandes in eine RC-Glied 
und wie ist das bei anderen Tiefpassfiltern von anderer Art. Kann man 
darüber etwas Pauschales sagen?

von Claude J. (berus)


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@admins:

Ich bitte um Entschuldigung dafür, dass ich den Thread an der falschen 
Stelle geöffnet habe. Und danke

von Georg G. (df2au)


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Claude Juncker schrieb:
> was ist eigentlich die Impedanz eines
> Tiefpasses?

Dafür gibt es Formeln.

von Meine Meinung (Gast)


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Die Impedanz "eines Tiefpasses" gibt's nicht.
So wie man auch nicht fragen kann: "Was ist eigentlich die 
Geschwindigkeit eines Autos?".

Du kannst einen Tiefpaß für jede gewünschte Impedanz berechnen. Dafür 
gibt's auch Software (Filterentwurf).

Wenn du den Tiefpaß zwischen VV und ADC schaltest, mußt du idealerweise 
die Ausgangsimpedanz des VV wissen und die Eingangsimpedanz des ADC. Und 
mit diesen Werten, der Steilheit des Filters (Ordnung), der 
Charakteristik (Bessel, Tschebychev, Butterworth u.a.) kannst du dann 
den Tiefpaß berechnen.

von Claude J. (berus)


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Danke für die verständliche Antwort :)

von rava (Gast)


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hast du schonmal versucht, kupfer wegzuschleifen?
ich kann mir vorstellen, dass das weich wird und dein Werkzeug verklebt.

habe ich aber noch nie versucht :-)

von rava (Gast)


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sorry, ich bin heute zu verwirrt. Alles richtig, bis auf mein Text ;)

von TP (Gast)


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Die Impedanz ist der Eingangswiderstand welcher die Quelle sieht.

Für einen Tiefpass aus R und C gilt Ze = R + 1/j*omega*C, ist dieser 
komplex und frequenzabhängig.

von calculon (Gast)


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TP schrieb:
> Die Impedanz ist der Eingangswiderstand welcher die Quelle sieht.
>
> Für einen Tiefpass aus R und C gilt Ze = R + 1/j*omega*C, ist dieser
> komplex und frequenzabhängig.

Falsch. Eine Impedanz ist kein Eingangswiderstand.

Der Widerstand ist eine feste Größe, also frequenzunabhängig.
Die Impedanz ist der Wechselstromwiderstand, und von daher 
frequenzabhängig.

Es gibt eine Eingangsimpedanz und eine Ausgangsimpedanz. Und das von 
jeder betrachteten Baugruppe. Das Mikrofon hat eine Ausgangsimpedanz, 
die zur Eingangsimpedanz vom Vorverstärker passen sollte. Nennt man 
jeweils Anpassung. Der Vorverstärker hat auch eine Ausgangsimpedanz, die 
nicht identisch sein muß mit der Eingangsimpedanz. Diese 
Ausgangsimpedanz sollte zur Eingangsimpedanz der folgenden Stufe passen, 
sei es eine Lautsprecher-Endstufe oder wie in diesem Fall, ein 
Analog-Digital-Wandler.

Und wenn sich nach dem Vorverstärker noch unser Tiefpaß befindet, so hat 
auch dieser eine Eingangsimpedanz, die zum Ausgang des Vorverstärkers 
passen muß und eine Ausgangsimpedanz, die zum Eingang des Wandlers 
passen soll.

Und die Formel ist R+jX, wobei R der Gleichstromwiderstand ist und jX 
der komplexe Widerstand. Der kann je nach Frequenz und Bauteilen 
entweder kapazitiv sein oder induktiv. Wenn er induktiv ist, ist X=wL. 
Kapazitiv ist er X=1/wC. (jeweils steht das "w" für "omega", also die 
Kreisfrequenz).
Und ja, auch ein Tiefpass kann je nach Frequenz auch ein induktives 
Verhalten haben. Sieht man sehr gut, wenn man sich die Ortskurve im 
Smith-Chart ansieht. Es ist also nicht ganz so einfach, wenn man's 
richtig machen möchte. Aber man kann es ausrechnen.

von TP (Gast)


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Du wiedersprichst Dich und schwadronierst...

von calculon (Gast)


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TP schrieb:
> Du wiedersprichst Dich und schwadronierst...

"Wieder" kommt von "wiederholen"
Was du meinst, ist sicher "widersprechen". Von daher meine Frage: Wo ist 
der Widerspruch? Das sind physikalische Fakten, überall nachzulesen.

Erläutere deine Aussage bitte mal genauer!

von Claude J. (berus)


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Hallo Calculon,

ich bin beeindruckt von der Genauigkeit deiner Erklärung über die 
Impedanz im Allgemeinen und im Genauen anhand der Impedanz eines 
Tiefpasses. Ich gebe zu, dass ich das nicht gleich nachvollziehen konnte 
als ich dein Beitrag zum ersten Mal gelesen habe. Inzwischen habe ich 
ein wenig im Internet nachgesehen und festgestellt, dass es richtig ist. 
Das konnte mir beim Verstehen erlernen weiter helfen.

Dennoch sehe ich gerade nicht, welchen Wert ich in der imaginären 
Komponente jX der Impedanz beimessen soll. Was bedeutet die Imaginären 
der Komplexen eigentlich für die Impedanz. Ich kann mich noch erinnern, 
das j=i=sq-1 ist. Allerdings bin ich verwirrt. Ich wüsste jetzt z.B.: 
nicht wie ich das in eine Dimensionierung einer Impedanz einfließen 
lassen sollte.
Verstehst du was, ich meine?

von Claude J. (berus)


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Was bedeutet diese Angabe, kleiner Tipp: Es bezieht sich auf Mikrofon 
Vorverstärker.

"Eingangsimpedanz: >18 kOhm (typ. 40 kOhm)"

Heißt es, dass die Impedanz mit > 18 kOhm so wie 40 kOhm eines 
frequenzunabhängigen Widerstandes R angesehen werden kann?

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