Aktiver Hochpass 2. Ordnung (Multiple Feedback) wie Bauteile bestimmen?

[No Y. (noy)]

Hallo Forum,

ich möchte einen Hochpass 2. Ordnung als Multiple Feedback Aufbauen. Und 
dabei die Besselfilter Charakteristik benutzen.

Nach den Tabellen bekomme ich ja a,b,Q raus. Nur wie lege ich nun die 
Bauteile aus?

Ich möchte das von Hand machen ohne eines der ganzen Tools.

Wie fange ich denn da an?

[Helmut S. (helmuts)]

1. Du rechnest die Übertragungsfunktion aus.
f(jw) = f(jw,R,C)

2. Die Kondensatoren C1 und C2 vorgeben.

3. Koeffizientenvergleich mit der "normierten" Übertragungsfunktion.

F(s) = K*((jw)^2/wp^2)/(1 + jw/(wp*Qp) + (jw)^2/wp^2)

Q und wp lassen sich aus deinen a, b, Q berechnen.

[No Y. (noy)]

Ja aber wie wähle ich z.B. C1 und C2?

Einfach irgendwas oder gibt es da irgendwelche Standartwerte?

Filter Pro hat z.B. an den Stellen 15,2nF und 28,4nF angenommen. Aber 
warum?

[Helmut S. (helmuts)]

C so wählen, dass am Ende Widerstandswerte im Bereich von kOhm bis 
einige 10kOhm herauskommen.

Startwert:
C=1/(wg*10000)
Natürlich dann den nächstliegenden Standardwert aus E6.
10n, 15n, 22n, 33n, 47n, 68n, 100n, ....

[Rainer Z. (razi)]

Hai!

No y. schrieb:

> ich möchte einen Hochpass 2. Ordnung als Multiple Feedback
> Aufbauen.

Also ein aktives RC-Filter. Ok.
Was ist der aktive Teil? Ein Operationsverstaerker?

> Und dabei die Besselfilter Charakteristik benutzen.

Gut. Welche Grenzfrequenz?

> Nach den Tabellen bekomme ich ja a,b,Q raus. Nur wie lege
> ich nun die Bauteile aus?

Einfache Frage - aber komplizierte Antwort.

Generelle Vorbemerkung: Kritisch sind die Kondensatoren.
Elkos verbieten sich i.d.R. von selbst (Toleranzen,
Leckstroeme). X7R, Z5U und Konsorten will man bei Kerkos
nicht haben (Toleranzen, Temperaturabhaengigkeit,
Spannungsabhaengigkeit).

C0G-Kerkos (alt: NP0) kann man verwenden; allerdings kenne ich
die als bedrahtete Bauteile nur bis 220pF. Fuer HF geeignet,
fuer NF aber zu wenig.
(Achtung: Es gibt Fanatiker, die mit Loetkolben im Anschlag
ihr Dogma: *"Keine Kerkos im Signalweg!!!"* verteidigen.
Das ist in dieser Form Quatsch. C0G/NP0 kann man verwenden.
Begruendung auf Anfrage.)

Fuer NF: Wickelkondensatoren. Verfuegbarer Bereich nF bis µF.

> Ich möchte das von Hand machen ohne eines der ganzen Tools.
>
> Wie fange ich denn da an?

Grundidee: Erstmal grob abschaetzen, dann verfeinern.

Also: Du nimmst fuer den Widerstand 10kOhm an und schaetzt mit
Tau = R * C und
f_g = 1 / (2  Pi  Tau)
den Kondensator ab.

Dann suchst Du, welche Kondensatoren Du real zur Verfuegung hast,
in Deiner Bastelkiste, oder bei der Angelika, oder wo auch immer.

Jetzt rechnest Du wieder rueckwaerts, indem Du aus den verfuegbaren
Kondensatoren passende Werte auswaehlst und nach den Methoden von
Helmut die Widerstaende ausrechnest. Wenn die Widerstandswerte zu
abseitig werden - andere Kondensatoren waehlen und neu rechnen.

Ach ja: Warum Startwert fuer Widerstand mit 10kOhm ansetzen?

Das ist ein guter Startwert fuer Audio-Kram und Standard-OPV.
Geringere Widerstaende bringen weniger Rauschen, aber mehr
Verzerrungen durch den OPV; groeszere Widerstaende bewirken
umgekehrt weniger Verzerrungen, aber mehr Rauschen. Die 10kOhm
sind nur ein grober Richtwert; 5kOhm oder 20kOhm sind genauso
akzeptabel. Manche OPVs treiben 600Ohm, da kann man noch weiter
heruntergehen.

Bei sehr niedrigen Frequenzen (unter 100Hz) ggf. groeszere
Widerstaende waehlen (sonst werden die Kondensatoren riesig);
bei hohen Frequenzen (ueber 100kHz) niedrigere Widerstaende
ansetzen, sonst haben die Streukapazitaeten zu viel Einfluss.

Bei Frequenzen ueber 100kHz natuerlich keine Standard-OPV
einsetzen; ggf. Current-Feedback-OPV, oder Transistoren.

Grusz,
Rainer

[No Y. (noy)]

Hier das Bild im Anhang ist aus einem meiner Fachbücher.
Aber irgendwie verwirrt es mich ein wenig.

Ist die angegebene Übertragungsfunktion passend zu dem Schaltbild?

Ich habe so den Verdacht das es nicht passt. Schon allein weil die 
Verstärkung mit - ist obwohl es doch der nicht invertierende sein soll.

Die Übertragungsfunktion im Laplace Bereich mit a,b ist ja für den 
invertierenden (Multiple Feedback) und den nicht invertierenden (Sallen 
Key) gleich oder?


Bild-Quelle:
Kories Schmidt-Walter Taschenbuch der Elektrotechnik Verlag Harry 
Deutsch 9. korrigierte Auflage

Darf ich das Bild hier hochladen?

Und dann habe ich noch dieses PDF hier gefunden:
http://www.gunthard-kraus.de/DSP/Dsp_CD/DSP_Application_Notes_and_Books_and_Tutorials/Manuskript%20ETH%20Bern/FormFil.pdf

Und wenn ich mir dort die Übertragungsfunktion für den Hochpass 2. 
Ordnung Multiple Feedback anschaue finde ich irgendwie mein a,b nicht 
wieder.

Denn wenn ich das F/(1+(a/s)+(b/s²)) umstelle komme ich zu 
F*s²/(s²+(a*s)+b) und das passt ja nicht mit der Übertragungsfunktion 
mit den Widerständen und Kondensatoren zusammen.

Genauso wenn ich die Übertragungsfunktion mit r,C aus dem Buch umstelle 
komme ich auch nicht auf die Übertragungsfunktionen die in der PDF für 
den nicht invertierenden Filter angegeben sind.

[No Y. (noy)]

Fällt da keinem was zu ein?

Oder wo ist mein Denkfehler?

[Gregor B. (Gast)]

Das ist kein Multiple-Feedback, sondern ein Sallen-Key-Filter.

[No Y. (noy)]

Ja eben, Sallen Key ist nicht invertierend. Aber warum hat dann die 
Übertragungsfunktion ein - bei der Verstärkung??

[Kai K. (klaas)]

>Nach den Tabellen bekomme ich ja a,b,Q raus. Nur wie lege ich nun die
>Bauteile aus?

Diese Werte sind nur theoretisch interessant. Zum Dimensionieren eines 
Filters verwendet man sie nur ausnahmsweise. Man nimmt lieber ein 
fertiges Filter für eine normierte Frequenz und paßt die Bauteile dann 
mit einer simplen Multikplikation so an, daß die gewünschte 
Grenzfrequenz herauskommt. Fertige Filter gibt es heute an jeder "Ecke". 
Wenn dein Buch gut ist, hat es eine fertige Beispielschaltung, die du 
nur umzuskalieren brauchst.

>X7R, Z5U und Konsorten will man bei Kerkos nicht haben (Toleranzen, 
>Temperaturabhaengigkeit, Spannungsabhaengigkeit).

Für Quasi-DC-Nutzsignale, wenn man nur Rauschen oder andere 
höherfrequente Störfrequenzen heraussieben will, kann man gute X7R-Caps 
auch in mehrpoligen Tiefpaßfiltern einsetzen. Das klappt beispielsweise 
beim Postfilter eines Lock-In-Verstärkers sehr gut.

[No Y. (noy)]

Es geht erstmal nur ums Simulieren.
Und hier habe ich halt nun das Problem wie ich am besten von a,b,Q auf 
Bauteilwerte komme. Bei einem Multiple Feedback Hochpass 2. Ordnung.

Und dabei ist mir das in meinem Buch aufgefallen.

[Helmut S. (helmuts)]

Das Minus-Vorzeichen ist falsch!
Außerdem ist die Darstellung der Formel mit 1/s und 1/s^2 keine 
normierte Darstellung. Die haben halt s durch 1/s ersetzt um vom 
Tiefpass zum Hochpass zu kommen. Das große S ist auch nicht das gleiche 
wie das s sondern das große S ist wohl genau s/wg.

Normalerweise schreibt man das so:

F(s) =    ....*s^2/(1 + ...*s + ...*s^2)

[No Y. (noy)]

Aha,

gut das erklärt schonmal einiges.
Dann verlasse ich mich lieber auf die PDF.
Nur wo in der PDF Übertragunsfunktion ist mein a,b?

Wie gesagt wenn cih es umstelle also die aus dem Buch und die 
Laplacegleichung für Sallen Key und Multiple Feedback gilt wäre mein b 
in der PDF ja 1 was aber nciht mit der Tabelle übereinstimmt. Also meine 
wenn man da mal die Koeffizienten vergleicht.

A0*s²/(s²+(a*s)+b)

Oder ist b einfach immer das vor dem S² und in der PDF entsprechend beim 
Zähler dann b/A0 ?

Und dann a halt immer das vor dem S ?

[Helmut S. (helmuts)]

Bevor man diskutieren kann, muss als erstes geklärt werden wie a und b 
in deinem Buch definiert sind. Dazu gibt es keine Norm. Deshalb muss du 
die Formel mit a und b aus dem Buch, aus dem das aund b herkommt, 
gezeigt werden. Mach mal. Noch besser Links auf die Definition und die 
dazugehörige Tabelle mit den a und b.

[No Y. (noy)]

Also a,b, Q habe ich aus dem oben genannten Buch hier ein Link mit einem 
Teil des Kapitels wo aber die grundsätzlichen Beschreibungen drin sind.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/el/skript_pdf/el_16.pdf

Wobei in dem Buch leider nicht der Hochpass 2. Ordnung mit Multiple 
Feedback drin ist, daher habe ich es aus der PDF genommen.

Hätte hier noch nen Tietze Schenk rumliegen, aber der ist auch nicht 
sehr hilfreich...

[Detlef _. (detlef_a)]

>>>>>Ja eben, Sallen Key ist nicht invertierend. Aber warum hat dann die
Übertragungsfunktion ein - bei der Verstärkung??

Weil die Übertragungsfkt. mit s^2 durchdividiert ist. Erweiterung mit
s^2= (j*w)^2 = -w^2
tritt das Minuszeichen raus.

Die Dimensionierung steht doch in Deinem zitierten
http://www.gunthard-kraus.de/DSP/...................
so drin, dasss dem nichts mehr hinzuzufügen ist.
Du muß nur noch Dein Besselfilter in die Q's und w's ummünzen.

>>Darf ich das Bild hier hochladen?
Nein, das ist streng verboten, die Hochladepolizei ist schon unterwegs.

Cheers
Detlef

[No Y. (noy)]

Ja die Dimensionierung steht drin, aber wenn ich nun die a,b für die 
Bessel Charakteristik haben möchte, wo bitte ist die in der 
Übertragungsfunktion von dem PDF drin?

Wegen hochladen war gefragt da es ein Bild aus einem Buch ist... von 
wegen Copyright und so..

[Detlef _. (detlef_a)]

Ein normierter (Grenzf. w = 1) Besseltiefpass hat die Übertragungsfkt.
1/(s^2+3s+3)
siehe z.B. http://en.wikipedia.org/wiki/Bessel_filter
Ein normierter Besselhochpass hat die Üfkt.
s^2/(s^2+3s+3)
Wenn Du die Normierung rausnimmst gilt mit der Grenzf. w0 für den 
Hochpass:

(s^2/w0^2)/(s^2/w0^2+3*s/w0+3) =
s^2/(s^2+3*s*w0+3*w0^2)

Aus dem PDF gilt für den Fall A-unendlich = 1

G(s)= R2R4C1C3s^2/(1+(R2*(C1+C3))*s+R2R4C1C3*s^2)
durchdividieren mit R2R4C1C3 und Koeffizientenvergleich:
3*w0   = (R2*(C1+C3))/(R2R4C1C3)
3*w0^2 = 1/(R2R4C1C3)

Das sind die Bestimmungsgleichungen für die Bauelemente.
In der Rechnung ist vllt. noch ein Rechenfehler.

math rulez!
Cheers
Detlef

[No Y. (noy)]

Warum ist denn da laut Wiki beim Bessel jeweils ne 3??

Nach dem Buch müssten es 1,3617 und 0,6180 sein.
 Also beim Tiefpass doch 1/(1+1,3617s+0,6180s²) für normiert auf 1 oder?

[Helmut S. (helmuts)]

Im Anhang die Berechnung des Sallen-Key Filters für den häufigsten Fall 
mit Verstärkung 1.

[Helmut S. (helmuts)]

Beim Tiefpass war der Kommentar mit den Bauteilewerten noch falsch.

Falls es jemand noch nicht weiß, die Dateien .asc sind für die 
Simulation mit LTspice.

[No Y. (noy)]

Vielen Dank Helmut. Ich glaube damit kann ich was Anfangen.

Jetzt wüsste ich noch gern ob du so etwas auch für die Multiple Feedback 
hast?

[Helmut S. (helmuts)]

Der Hochpass mit MFB.
Nachteil: Verstärkung =-C1/C2

Der Fliege-Hochpass hätte diesen Nachteil nicht.

[Helmut S. (helmuts)]

Im Anhang der noch fehlende MFB-Tiefpass.
Bei den anderen Strukturen habe ich noch einen Test mit Laplace(s,a,b) 
eingefügt.

[No Y. (noy)]

Vielen Dank. Habe mir mal das Filterkochbuch besorgt. Was mich wundert 
ist, dass dort fast kein Multiple Feedback benutzt wird... sondern fast 
nur sollen key.

[Helmut S. (helmuts)]

Beim Sallen Key-Filter erhält man exakt Verstärkung 1.
Beim MFB-Filter ist die Verstärkung immer ein Verhältnis von 
Widerständen oder Kondensatoren.

[Kai K. (klaas)]

>Vielen Dank. Habe mir mal das Filterkochbuch besorgt. Was mich wundert
>ist, dass dort fast kein Multiple Feedback benutzt wird... sondern fast
>nur sollen key.

Beide Topologien haben ihre unterschiedlichen Vor- und Nachteile. Man 
verwendet dann immer, was man gerade braucht...

[No Y. (noy)]

Ich will damit eine aktive audio frequenzweiche bauen. Und hab irgendwo 
gelesen das die mfb einen besseren Verlauf im Durchlass Bereich haben. 
Und mfb beim Bandpass besser geeignet ist.

[Wolfgang (Gast)]

No y. schrieb:
> Wobei in dem Buch leider nicht der Hochpass 2. Ordnung mit Multiple
> Feedback drin ist, daher habe ich es aus der PDF genommen.

Wenn du schon auf jegliche Berechnungstools verzichten willst, stell 
doch einfach die Gleichung für die Übertragungsfunktion anhand des 
Polynomkriteriums für Besselfilter (konstante Gruppenlaufzeit) auf. 
Koeffizientenvergleich mit der aus den Bauteilen berechneten 
Übertragunsfunktion der Grundschaltung liefert dir dann gleich auch 
"deine" Definition der Koeffizienten a, b und Q. Damit sparst du dir das 
Wirrwarr verschiedener Definitionen/Bauelementbezeichnung, insbesondere 
wenn du Koeffiziententabellen und Schaltungen aus verschiedenen Quellen 
bunt mischt.

[Helmut S. (helmuts)]

> Please take a look to the schematic of our PCB layout which we just send out to 
VIA system.

Nimmt man da nicht eher Butterworth Filter wegen der besseren 
Frequenztrennung?

Hast du einen Link in dem jemand Besselfilter empfiehlt?

[Wolfgang (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Nimmt man da nicht eher Butterworth Filter wegen der besseren
> Frequenztrennung?

Wenn man ein Besselfilter aufbauen möchte, sicher nicht.

Es kommt auf den Anwendungszweck drauf an. Wenn Gruppenlaufzeit ein 
wichtiges Kriterium ist, nützt einem der steilere Übergang vom Sperr- in 
den Durchlassbereich beim Butterworth überhaupt nichts.

[Helmut S. (helmuts)]

> Es kommt auf den Anwendungszweck drauf an.

Habe mal aus Interesse gegoogelt.

Bessel-filter sind wohl besser für Crossover Anwendungen da sie keinen 
"peak" beim "crossover" ergeben.
Bei Butterworth-Filtern gibt es da in der Summe einen unerwünschten +3dB 
peak im Übergang.

[Kai K. (klaas)]

>Ich will damit eine aktive audio frequenzweiche bauen. Und hab irgendwo
>gelesen das die mfb einen besseren Verlauf im Durchlass Bereich haben.

Dafür nimmt man Linkwitz-Riley-Filter! Ich bevorzuge solche Filter 
4.Ordnung, die aus zwei kaskadierten Butterworth-Filtern 2. Ordnung 
bestehen, weil Lautsprecherchassis an ihren Bereichsgrenzen schnell sehr 
schlecht werden und entweder starke Verzerrungen durch großen Membranhub 
erzeugen (bei tiefen Frequenzen) oder unkontrollierbare 
Partialschwingungen (bei hohen Frequenzen). Umfangreiche Klangtests 
haben bei uns ergeben, daß man das Filter nicht heraushört, sofern denn 
der linke Kanal genau das Gleiche tut wie der rechte. Bei schlapperen 
Filtern hört man aber die Unzulänglichkeiten der Lautsprecherchassis. 
Deswegen kann ich Linkwitz-Rileay-Filter 4. Ordnung mit voller 
Überzeugung empfehlen, intelligente Übergangsfrequenezn und brauchbare 
Chassis natürlich vorausgesetzt. Den wichtigen Frequenzbereich des 
Gesangs und der Sprache überträgt man am besten mit nur einem Chassis.

[No Y. (noy)]

@ Helmut:

Ich habe mich nun mal näher mit deinen Simulationen befasst. Wie C1 und 
C2 gewählt wird ist mir klar, gibt ja die Verstärkung. Aber wieso wird 
C3 auch so gewählt. Ich habe mal die Kondensator Werte von Filter Pro 
eingegeben. Dabei ändert sich aber so gut wie nichts obwohl C1,C2 15.2n 
haben (Verstärkung -1) und C3 nach dem Programm 28.4n  .

Warum also wählt Filter Pro dort 2 unterschiedliche Werte und nicht wie 
du einfach 3 mal denselben. Und vor allem wenn es einen Grund hat wie 
wird C3 berrechnet bzw. woher (richtwert, schätzen ?) weiß man wie man 
C3 wählt?

Also das mit den Werten im Kiloohm Bereich hast du ja schon erklärt, nur 
halt was optimiert bzw. versucht Filter Pro da zu optimieren mit den 
unterschiedlich gewählten Werten?


Das was Wolfgang gesagt hat mit dem Polynomkriterium muss ich mir auch 
mal näher anschauen, ist glaube ich Interessant.

Und @ Kai das ich einen Besselfilter nehmen soll ist Vorgabe, ich kann 
mich nur zwischen Sallen Key und MFB entscheiden. Auch die Ordnung (2.) 
ist vorgegeben.

[Kai K. (klaas)]

>Und @ Kai das ich einen Besselfilter nehmen soll ist Vorgabe, ich kann
>mich nur zwischen Sallen Key und MFB entscheiden. Auch die Ordnung (2.)
>ist vorgegeben.

Ach, das ist eine Hausaufgabe??

[Helmut S. (helmuts)]

> Aber wieso wird C3 auch so gewählt.

Das ist doch nur ein Beispiel. Wenn man schon selber rechnet, dann sucht 
man sich als erstes die Kondensatoren aus und zwar möglichst wenig 
verschiedene Typen. Das freut nämlichen den Einkauf bzw. den 
Leiterplattenbestücker falls der einkaufen soll. Völlig daneben sind 
Programme bei denen beliebig krumme Werte für die Kondensatoren 
herauskommen. Kondensatoren will man nur in ganz groben Stufen kaufen.

[No Y. (noy)]

Ja, mehr oder weniger.

Wenn es das nicht wäre, könnte ich ja auch eines der ganzen 
Berrechnungsprogramme nehmen.

Aber, ich möchte ja auch erklären können warum ich was, wie gewählt 
habe.

Außerdem lerne ich ja so noch mehr als einfach das Programm 
anzuschmeißen...



@ Helmut:
Das es nur ein Beispiel ist habe ich schon verstanden. Nur irgendwie 
muss es doch einen Grund geben das Filter Pro unterschiedliche Werte 
nimmt oder?

Klar nimmt man möglichst Standartwerte und nicht aus der E192 Reihe, nur 
halt dieses abschätzen am Anfang, dass das so völlig egal ist solange 
die Werte später im Kiloohm Bereich liegen versteh ich nicht. Also, das 
sich da ja anscheinend nicht viel tut bei unterschiedlichen Werten.

[Kai K. (klaas)]

>Aber, ich möchte ja auch erklären können warum ich was, wie gewählt
>habe.

Das Problem ist nur, daß die Lösung ziemlich praxisfern ist. DAS Filter 
für solche Zwecke ist nun mal aus gutem Grund das Linkwitz-Riley-Filter.

Außerdem sollst du dir die Lösung ja irgendwie selbst erarbeiten, durch 
eigenständiges Quellenstudium und selbstständiges Herumrechnen. Nur so 
lernt man etwas...

Versuche mal etwas über Konstantspannungsfilter und 
Konstantleistungsfilter zu lernen. Das ist nämlich der Schlüssel zu 
dieser Art von Filtern.

[No Y. (noy)]

Naja ob es jetzt praxisfern ist oder nicht, ist erstmal völlig egal wenn 
die Vorgabe so lautet.

Bei Punkt 2 bin ich ja momentan dran, jedoch wenn überall in den Büchern 
nur Sallenkey drin ist und ich aber MFB verwende weil ich wie gesagt 
irgendwo gelesen habe das es besser geeignet ist (außerdem kann man 
diesen Filtertyp bei unipolarer Versorgung leichter/besser benutzen wenn 
die Verstärkung mal nicht 1 sein soll(finde ich zumindest)), aber dann 
nirgends erklärt wird wie bzw. warum man die Kondensatoren so wählt bzw. 
was sich durch die Wahl ändert (meine jetzt nicht die 
Verstärkungskondensatoren, sondern den 3.). Ebenso bei den Problemen mit 
a,b.  Frage ich halt hier nach, schließlich sind hier viele "alte Hasen" 
die einem Anfänger gerne erklären woran es hapert.


Bisher hatte ich nichts mit dem Audio Bereich zu tun und kenne nur die 
üblichen Standart Filter die man so im normalen Allgemeinen 
Elektrotechnik Buch findet.
Werde aber mal nach den Schlagwörtern suchen.

[Kai K. (klaas)]

>Naja ob es jetzt praxisfern ist oder nicht, ist erstmal völlig egal wenn
>die Vorgabe so lautet.

Das war ja auch keine Kritik an dich...

>Bei Punkt 2 bin ich ja momentan dran, jedoch wenn überall in den Büchern
>nur Sallenkey drin ist und ich aber MFB verwende weil ich wie gesagt
>irgendwo gelesen habe das es besser geeignet ist...

Durch die invertierende Beschaltung erhält der OPamp ein verschwindendes 
Gleichtaktsignal. Das bewirkt manchmal einen niedrigeren Klirrfaktor. 
Aus dem gleichen Grund läßt sich eine solche Schaltung weniger leicht 
übersteuern, was bei nicht rail-to-rail-fähigen OPamps manchmal ein 
Vorteil sein kann.

>...(außerdem kann man diesen Filtertyp bei unipolarer Versorgung
>leichter/besser benutzen wenn die Verstärkung mal nicht 1 sein soll(finde
>ich zumindest))...

Ich würde da eine ganz klassische +/-15V Versorgung und ganz normale 
OPamps, wie den TL072, nehmen. Dann kannst du auch ganz normale 
Sallen-Key-Filter einsetzen.

>Werde aber mal nach den Schlagwörtern suchen.

Dann schau mal hier:

http://www.linkwitzlab.com/filters.htm

[No Y. (noy)]

So, den Hochpass und den Tiefpass habe ich glaube nun soweit verstanden.

Dazu gäbe es nur noch eine Frage:

Und zwar in der PDF die Helmut benutzt (ist sehr aufschlussreich)hier:
http://www.fbeit.htwk-leipzig.de/~reinhold/Elektronik_Uni_Lpz/EL2_Kap_3.pdf

wie wird die Formel für R2 beim MFB Tiefpass und die Formel für C2 beim 
MFB Hochpass gebildet? Also wie kommt man auf die Formeln weil so durch 
rumprobieren bin ich aus der Übertragungsfunktion nicht auf diese beiden 
Formeln gekommen. Die anderen sind ja viel einfacher zu verstehen. Aber 
woher da auf einmal die Wurzel kommt versteh ich nicht..

Desweiteren sitze ich nun gerade an einem Bandpass. Für die Laplace 
Gleichung benutze ich ((Ar/Q)*S)/(1+(1/Q)*S+S²) für Q setze ich die 0.58 
ein die beim Bessel angegeben sind. Für die Entnormierung also damit ich 
in der Simulation die richtige Kurve sehe, muss ich ja S = s/omega 
ersetzen. Wobei ich für omega meine Mittenfrequenz des Bandpasses 
benutze also 1800Hz.

Der Resultierende Verlauf passt auch. Also die Mitte des Bandpasses 
liegt bei 1800Hz.

Um die Bauteilwerte nun zu berrechen muss ich aber mit der 
Resonanzfrequenz rechen. Also mit fr= sqrt(fmax*fmin) also 
sqrt(4000*400) (ich weiß das die Bandbreite bei 2. Ordnung nicht 
ausreicht aber das sind erstmal die Frequenzen die es sein sollen).

Also rechne ich dann:
Q= 0.58
fr=sqrt(4000*400)
Ar=-1
C= 0.00000001
R2= Q/(pi*fr*C)
R1= R2/(-2*Ar)
R3= (-Ar*R1)/(2*Q^2+Ar)


(Für R3 ergibt sich ein negativer Wert aber wenn ich den einfach als 
positiv nehme für den Widerstand passt es.)

Wenn ich dann diese Bauteilwerte nehme, liegt die Mittenfrequenz nun 
auch bei 1800Hz.

Was mich jetzt extrem verwirrt ist, das ich einmal mit der 
Mittenfrequenz rechnen muss (Laplace Gleichung) und für die Bauteilwerte 
mit der Resonanzfrequenz von fr=1264Hz.

Stimmt das so (nach der Simulation passt es ja) oder habe ich nen ganz 
groben Denkfehler und es passt nur aus Glück??




Nun habe ich noch eine Frage,
wie schon gesagt soll mit den 3 Filtern (Hochpass, Tiefpass, Bandpass) 
ein Audiosignal auf 3 Bereiche aufgetrennt werden 
(Simulationstechnisch). Theoretisch kommen halt später dann noch nach 
den Filtern jeweils eine Endstufe für den jeweiligen Bereich.

Bisher dachte ich, Audio... Phase egal hauptsache die Zeit ist gleich 
also das was vorne reingeht kommt hinten gefiltert gleichzeitig wieder 
raus ist ja die Gruppenlaufzeit (hab es zumindest so verstanden). Jetzt 
stand aber unter
http://www.linkwitzlab.com/filters.htm etwas von Phasen Korrektur. Ist 
dies nötig?

[Helmut S. (helmuts)]

> wie wird die Formel für R2 beim MFB Tiefpass und die Formel
> für C2 beim MFB Hochpass gebildet?

b = w^2*C1*C2*R2*R1 (1)

R2 = b/(w^2*C1*C2*R1) (2)

a = wg*(C2*(R1+R2)+C1*R1*(1-G0)) (3)

Da setzt du jetzt in (3) das R2 aus (2) ein. Dann nach R1 auflösen.

[Helmut S. (helmuts)]

> (Für R3 ergibt sich ein negativer Wert aber wenn ich den einfach als
positiv nehme für den Widerstand passt es.)

Das glaube ich aber gar nicht. Dem Simulator ist das egal, der simuliert 
auch mit -20kOhm und der Frequenzgang passt dann. Nur realisieren lässt 
sich das nicht mit einem normalen Widerstand.

Ja es kommt ein negativer Wert heraus. Das ist aber ein Zeichen, dass 
man eine Nebenbedingung verletzt hat. Zur Lösung musst du den Betrag von 
Ar auf 0,24.. oder weniger reduzieren damit R3 positiv wird. Typische 
Bandpässe sind viel schmaler. Deshalb wird dieses Problem mit dem 
MFB-Bandpass mit C1=C2=C fast nirgends erwähnt. Abhilfe wäre z. B. 
C2=x*C1, x>1, aber dann musst du die Formeln zur Dimensionierung selber 
herleiten.
Statt dem MFB kannst du auch die nichtinvertierende Schaltung aus dem 
Tietze-Schenk nehmen. Aber auch diese muss in deinem Fall wegen dem 
hohen Fh/Fl=4000/400=10 modifiziert werden.

[No Y. (noy)]

@Helmut:
Erstmal Danke, für die Erklärung der Formel.


So,
habe mich heute mal wieder ein wenig mit dem allen beschäftigt.
Zum einen habe ich weiter oben quatsch geschrieben mit der Bandpass 
Berechnung und den Frequenzen, das hat sich schonmal geklärt. Das mit 
dem negativen Wert ist für die Simulation auch erstmal egal.

Jetzt habe ich mich ein wenig in das mit den Gruppenlaufzeiten bei Audio 
Signalen angeschaut. Aber da wird mir so manches nicht klar.

Ich habe bei meinen 3 Filtern (High, Low, Band) ja unterschiedliche 
Gruppenlaufzeiten bei den verschiedenen Frequenzen. Ist es jetzt so das 
ich die Frequenzen vom High und Band pass über einen Allpass mit 
Phasenverschiebung so verzögern muss, dass ich die selbe Laufzeit wie 
beim Tiefpass habe?

Oder versteh ich da etwas falsch?
Bzw.  ich habe folgende PDF gefunden:

http://forum2.magnetofon.de/bildupload/goosphase.pdf

Ist es demnach egal, da meine Gruppenlaufzeit unterhalb der 
Wahrnehmungsschwelle liegt?


Achja ein Bild der Simulation also der Gruppenlaufzeit bzw. der 
Phasenverschiebung und Frequenzgang ist im Anhang.

[Kai K. (klaas)]

>Ist es jetzt so das ich die Frequenzen vom High und Band pass über einen
>Allpass mit Phasenverschiebung so verzögern muss, dass ich die selbe
>Laufzeit wie beim Tiefpass habe?

Es gibt da noch die akustische Phasenverschiebung zu berücksichtigen, 
die aus den unterschiedlichen Schallenstehungsorten der beiden Chassis 
herrührt.

[No Y. (noy)]

Ja, das habe ich auch gelesen.
Aber da ich daraus ja keinen Einfluss habe, erst recht nicht in einer 
Simulation bin ich halt am überlegen ob ich versuche die 
Phasenverschiebung möglichst bis zum Ende des elektrischen Zweigs 
auszugleichen. Oder bzw. bis zur Endstufe das Signal möglichst gleich zu 
halten.

Habe ich denn das mit der Phasenverschiebung soweit richtig verstanden?



Olive ist die Gruppenlaufzeit vom Tiefpass, Türkis die vom Hochpass.
Müsste ich jetzt zusehen die Phase soweit zu drehen das die 
Gruppenlaufzeit des Hochpass genauso langsam ist wie die des Tiefpass?
Bzw. die in der PDF angegebenen Zeiten liegen ja über meinen 
Gruppenlaufzeiten, also betrifft mich dies gar nicht?

Verstehe da nicht so ganz den Zusammenhang.
Aber was ich verstehe ist, dass man bei Audio haufenweise Zeit 
reininvestieren kann und es beliebig Komplex werden kann....

[Kai K. (klaas)]

>Aber was ich verstehe ist, dass man bei Audio haufenweise Zeit
>reininvestieren kann und es beliebig Komplex werden kann....

Auf Gruppenlaufzeiten gebe ich garnichts, weil ich die Erfahrzng gemacht 
habe, daß man die klangverschlechternden Eigenschaften eines 
Linkwitz-Riley-Filters praktisch garnicht hören kann (ich zumindest 
nicht), die Klangnachteile der Chassis an ihren Bereichsgrenzen aber 
sehr wohl. Deshalb stehe ich auf dem Standpunkt, lieber mit einem 
ausreichend steilen Filter den Übernahmefrequenzbereich rasch zu 
durchqueren, als Gruppenlaufzeiten und anderem Gedöns zu sehr Beachtung 
zu schenken. Es geht immer um das Gesamtergebnis und da sind die Chassis 
mit Abstand die schwächsten Glieder.

Meiner Erfahrung nach ist das Linkwitz-Riley-Filter 4.Ordnung ein 
optimals Filter für Lautsprecherweichen. Durch die Kaskadierung zweier 
Butterworth-Filter 2. Ordnung hat es nicht den ganz steilen Verlauf 
eines reinrassigen Butterwortfilters 4. Ordnung, sondern ist im 
Gegenteil "maximal" schlapp, gerade so, daß der Übernahmefrequenzbereich 
noch zügig durchquert wird.

Besselfilter sind meiner Meinung nach in einer Weiche gänzlich 
ungeeignet, weil dem Chassis, das eigentlich Sendepause haben soll, noch 
viel zu viel Leistung gegeben wird. Der eigentliche 
Übergangsfrequenzbereich ist dadurch völlig aufgebläht und erstreckt 
sich über etliche Oktaven, weit mehr als bei einem 
Linkwitz-Riley-Filter. Als Konsequenz hört man den ganzen Klangmüll des 
überforderten Chassis an seiner Bereichsgrenze mit, das eigentlich Ruhe 
geben soll.

Die richtige Wahl des Filters ist aber nur die halbe Miete. Im 
Übernahmefrequenzbereich der Weiche müssen zusätzlich beide Chassis 
gleichphasig schwingen. Hier geht es nicht um die Membranschwingung, 
sondern um das akustische Resultat in einem bestimmten Abstand von der 
Box. Oder anders ausgedrückt: Es darf im Übergangsfrequenzbereich keine 
nennenswerte akustische Phasenverschiebung geben. Andernfalls dreht sich 
die Interferenzkeule bei Durchfahren der Frequenz durch den Raum und die 
Box wird plötzlich ortbar: Macht man die Augen zu, kann man sagen, wo 
genau der Schall herkommt. Der Fehler der Schallübertragung ist dann so 
groß geworden, das er für das Ohr/Gehirn wahrnembar wird. -> ganz 
schlecht!

Die akustische Phase kann man nicht so ohne weiteres simulieren. Hier 
muß eine Messung her, bei der mit einem Mini-Elektretmikrofon in rund 
10cm Abstand von der Boxenwand die Phasen der beiden Chassis vermessen 
werden. Wir haben damals Sinusbursts genommen, weil die Messung 
abgeschlossen ist, bevor der reflektierte Schall von den Wänden das 
Ergebnis verfälschen kann. Sinusburst sind Sinuns-Schwingungspakete, die 
nur ein paar Perioden dauern, mindestens so lange, wie das Chassis 
braucht, um mit der Phase auf Quasi-Sinusbetrieb einzuschwingen.

Anschließend dimensioniert man ein Allpaßfilter, oft eine 
Serienschaltung aus Filtern 1. Ordnung, die den gemessenen akustischen 
Phasenversatz möglichst perfekt kompensiert. Belohnt wird man für die 
Mühe mit einem atemberaubenden Klang. Glaube mir, so etwas hast du 
wahrscheinlich noch nie gehört. Nach Gruppenlaufzeiten und 
Filtersteilheiten fragt dann kein Mensch mehr...

[No Y. (noy)]

Ich habe mal wieder eine Frage,

wenn ich bei meinem Tiefpass (siehe Anhang) im Filter OP einen Offset 
einstelle wird dieser mit dem Faktor 2 verstärkt am Ausgang ausgegeben.
Die Verstärkung kommt doch durch das Widerstandsverhältnis (R1 und R3 
)im Rückkoppelzweig zustande oder?

Achja beim Bandpass mit unterschiedlichen Kondensatorwerten zu arbeiten 
bringt leider nichts beim negativen Wert von R3. Nur wenn ich die 
Bandbreite oder die Verstärkung verringere wird der Wert irgendwann 
positiv.

[Abdul K. (ehydra)]

Kai Klaas schrieb:
> Anschließend dimensioniert man ein Allpaßfilter, oft eine
> Serienschaltung aus Filtern 1. Ordnung, die den gemessenen akustischen
> Phasenversatz möglichst perfekt kompensiert. Belohnt wird man für die
> Mühe mit einem atemberaubenden Klang. Glaube mir, so etwas hast du
> wahrscheinlich noch nie gehört. Nach Gruppenlaufzeiten und
> Filtersteilheiten fragt dann kein Mensch mehr...

Das wird wohl der Grund sein, warum ich am liebsten mit Kopfhörern 
dasitze. Vermutlich sind die Filter in den meisten Boxen/Anlagen einfach 
zu schlecht und das hört man dann.

[Kai K. (klaas)]

>Vermutlich sind die Filter in den meisten Boxen/Anlagen einfach
>zu schlecht und das hört man dann.

Selbst mit den besten Boxen spielt der Abhörraum eine extreme Rolle. Als 
ich mit einem Freund zusammen in den 90igern Aktivboxen hergestellt und 
verkauft habe, haben wir unsere sauber eingemessenen Boxen in 
verschiedenen Abhörräumen angehört. Das Klangerlebnis war ernüchternd 
bis niederschmetternd. In großen Räumen war die Tiefbaßwiedergabe viel 
zu gut und das Ganze endete in einem Dauergedröhne. Nur mit erheblich 
abgesenkten Bässen war das überhaupt erträglich.

Dann war bei klassischen Konzerten von Raumortung und Tiefenstaffelung 
nur sehr wenig zu spüren. Sogar der simple Stereoeffekt war schwach 
ausgeprägt. Erst als wir die Wände mit der gleichen Dämmwatte locker 
behängt haben, wie man sie in den Boxen zum dämpfen einsetzt, konnten 
die Boxen ihr Potential ausspielen. Das war dann teilweise wirklich 
phantastisch: Wir hatten eine Aufnahme von David Sanborn, den wir ganz 
klar im Raum vor uns auf seinem Saxophon haben spielen "sehen", so als 
ob er wirklich real da gestanden hätte. Aber wer will schon sein 
Wohnzimmer mit Polyesterwatte zuhängen???

>Das wird wohl der Grund sein, warum ich am liebsten mit Kopfhörern
>dasitze.

Da die mangelhafte Raumakustik dann komplett ausgeblendet ist, ist der 
Klang eines guten Kopfhörers tatsächlich fast unschlagbar. Allerdings 
fühlt man die Töne nicht. Wenn du einmal die tiefen Orgeltöne von "Also 
sprach Zarathustra" über eine gute Anlage "gefühlt" hast, willst du das 
nicht mehr missen...

Die meisten Menschen ahnen nicht einmal, was ihnen mit einer wirklich 
guten Soundanlage entgeht.

[No Y. (noy)]

Weiß hier jemand was mit "Auswirkungen von Verstärkungstoleranzen" bei 
so einer Frequenzweiche gemeint sein soll?

Meine Filter haben ne Verstärkung von 1 (extern durch die 
Widerstände/Kondensatoren festgelegt..) die Verstärkungsbandbreite und 
die Open Loop Verstärkung kann ich bei den OPs einstellen. Aber bei ner 
Verstärkung von 1 und dem Audio Bereich von 40-40kHz kann es ja fast 
jeder Feld-Wald-Wiesen-OP...

Soll dazu ein bisschen was simulieren, aber so wirklich wissen was ich 
da jetzt großartig sehen soll weiß ich nicht....


Verstärkung durch Bauteiltoleranzen sind nicht gemeint.

[Kai K. (klaas)]

>Aber bei ner Verstärkung von 1 und dem Audio Bereich von 40-40kHz kann es
>ja fast jeder Feld-Wald-Wiesen-OP...

Ach ja? Was bedeutet denn die "open loop gain" genau? Wie groß ist diese 
bei 20kHz bei deinem "Feld-Wald-Wiesen-OP"? Wie stark schwankt denn da 
die "virtuelle Masse" am "-" Eingang des OPamp? Welche Auswirkung hat 
das?

Dann der Einfluß der "open loop output impedance". Wenn die "open loop 
gain" endlich ist und für hohe Frequenzen immer kleiner wird, was macht 
das denn mit der "open loop output impedance"? Welchen Einfluß hat das?

[No Y. (noy)]

Da komme ich jetzt gerade nciht mehr so ganz mit...

ist aber auch schon spät...

Das einzige was mir aufgefallen ist, wenn ich die open loop gain weit 
runter stelle dämpft der Filter irgendwann halt weniger aber das ist 
auch erst bei -80db... wo es dann flach wird.

Und das halt die Gruppenlaufzeit nicht mehr allzu konstant ist (wie bei 
nem Bessel Filter gewünscht) besonders im niedrigen Frequenzbereich...

Aber so wirklich gravierende Auswirkungen habe ich in der AC-Simulation 
nicht gesehen...

[Kai K. (klaas)]

>Das einzige was mir aufgefallen ist, wenn ich die open loop gain weit
>runter stelle dämpft der Filter irgendwann halt weniger aber das ist
>auch erst bei -80db... wo es dann flach wird.

Wie groß ist die "open loop gain" bei einer bestimmten Frequenz? Wie 
groß ist die daraus resultierende Schwankung der "virtuellen Masse" am 
"-" Eingang des Opamp? Und wie groß ist die daraus resultierende 
Abweichung des Frequenzgangs vom Ideal? Das läßt sich mit einer simplen 
Rechnung sehr leicht abschätzen und mit einer Simulation verifizieren.

>Aber so wirklich gravierende Auswirkungen habe ich in der AC-Simulation
>nicht gesehen...

Wer redet denn von "gravierenden Auswirkungen"?? Du sollst die Größe der 
Auswirkungen eruieren.

Noch ein Tipp: Überprüfe nochmal die Stabilität deiner 
Filterschaltungen...

[No Y. (noy)]

Hm,

also stabil scheint se zu sein. Zumindest habe ich nichts in der 
Simulation gegenteiliges feststellen können, warum kommst du darauf?
Ein Teil habe ich mittlerweile Verstanden. Aber das mit der Schwankung 
der virtuellen Masse nicht so wirklich, da fehlen mir die Grundlagen.

[Kai K. (klaas)]

>Aber das mit der Schwankung der virtuellen Masse nicht so wirklich, da
>fehlen mir die Grundlagen.

Das sind elementare Grundlagen über OPamps! Häng doch mal in der 
Simulation an den "-" Eingang des OPamp einen Meßpunkt und gebe dann auf 
den Eingang der Filterschaltung einen Sinus mit 1V Amplitude. Was 
passiert dann am "-" Eingang? Was hat das mit der "open loop gain" des 
OPamp zu tun? Wie wirkt sich das auf den Frequenzgang der Schaltung aus, 
wenn der "-" Eingang nicht auf "virtueller Masse" liegt, sondern 
schwankt?

[No Y. (noy)]

So habe das mal gemacht. Habe auch gesehen was du meinst. Aber was das 
nun mit der Verstärkung zu tun hat...
Also wenn die Verstärkung hoch genug ist liegt die virtuelle Masse bei 
5.997V  wenn die Verstärkung kleiner ist liegt diese bei 5.95V. Bei 
einer AC-Simulation und dann nem Messpunkt am negativen eingang gibt es 
auch nen großen Unterschied. Aber was hat das nun mit der Open Loop 
Verstärkung zu tun?
Gibt es da einen Fachbegriff zu? Damit ich mal in Büchern rumsuchen 
kann?
Halt von wegen virtuelle Masse und so kenne ich schon aber das die jetzt 
auch was mit der Verstärkung zu tun ist mir bisher nicht bekannt. Oder 
ich hab echt mal nicht richtig aufgepasst.... Im Tietze Schenk oder so 
habe ich da bisher nichts zu gefunden oder ich kenne den Begriff 
nicht...

[Kai K. (klaas)]

Wenn du bei einer bestimmten Frequenz eine "open loop gain" von 20dB 
hast und der OPamp an seinem Ausgang eine Amplitude von 1V erzeugen 
soll, dann müssen zwischen den Eingängen des OPamps 100mV Amplitude 
anstehen. Bei einem invertierenden Verstärker schwankt dann der "-" 
Eingang um die "virtuelle Masse" mit einer Amplitude von ebenfalls 
100mV. Das läßt sich auch schön mit einem Oszilloskop messen, bzw. mit 
einem Simlator berechnen.

Bei einem idealen Verstärker schwankt dagegen der "-" Eingang nicht, 
sondern liegt exakt auf der "virtuellen Masse". So, was bedeutet das nun 
für die Berechnung des Frequenzgangs der Schaltung, wenn der "-" Eingang 
einmal konstant ist und das andere mal im Rythmus des Signals schwankt?

>Bei einer AC-Simulation und dann nem Messpunkt am negativen eingang gibt
>es auch nen großen Unterschied.

Hast du dir denn dort auch das AC-Signal angeschaut??

>Aber was hat das nun mit der Open Loop Verstärkung zu tun?

Einfach alles.

>So habe das mal gemacht. Habe auch gesehen was du meinst. Aber was das
>nun mit der Verstärkung zu tun hat...

Ein Lehrer muß manchmal "ungeschickt" fragen, damit er mit der 
Fragestellung nicht schon die Antwort vorweg nimmt. Gemeint ist wohl, 
wie sich die endliche "open loop gain" eines OPamps auf den Frequenzgang 
deiner Schaltung auswirkt.

Zum Thema Aktivfilter und "open loop gain" siehe auch Seite 17 von 
diesem Link:

http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD712.pdf

[No Y. (noy)]

Wenn du jetzt meinst das ein OP mit endlicher Verstärkung wenn diese 
nicht groß genug ist die durch Widerstände eingestellte Verstärkung zu 
erreichen im Durchlassbereich nicht die Verstärkung erreicht und im 
Sperrbereich nicht stark genug dämpft, das hab ich bereits in der 
Simulation gesehen.

Oder was meinst du?

Bzw. langsam wird es ein bisschen doof. Kannst du es nicht einfach mal 
erklären als immer nur so anstupser zu geben und dann wieder Fragen zu 
stellen... So geht das noch ewig hin und richtig erklärt wurde es 
trotzdem nicht.

Soll jetzt nicht pampig klingen aber so ein wenig nervt es mich.


Zu deinem : So, was bedeutet das nun...

Wenn die virtuelle Masse einmal fest ist und das Signal anliegt hat man 
die benötigte Differenz für das Signal am Ausgang. Schwankt jetzt aber 
die virtuelle Masse genauso wie das Signal hat man keine Differenz am 
Eingang und demenstprechend kein Ausgangssignal.... Aber was sagt mir 
das nun?? Nur das wenn die Verstärkung nciht groß genug ist und dadurch 
die virtuelle Masse schwankt ich ncihts hinten rausbekomme oder wie? 
Bzw. wenn diese nicht ganz gleich schwinkt bekomme ich halt ein 
kleineres Signal am Ausgang als bei fester virtueller Masse... ja und 
jetzt?

Also muss die Open loop verstärkung so hoch sein das die virtuelle masse 
möglichst wenig mitschwingt...

Aber wodurch hängt jetzt die Open Loop Verstärkung mit der Virtuellen 
Masse zusammen?? Also warum schwankt die bei ungenügend hoher 
Verstärkung??

Achja und vor allem warum steht denn sowas nicht in den einschlägigen 
Büchern... Das mit dem schwanken der virtuellen Masse habe ich glaub 
jetzt wirklich zum ersten mal von dir gehört... Und das das irgendwie 
von der Open Loop Verstärkung abhängt auch..


Hm das mit dem schwanken ist aber auch eine Erklärung warum eine 
Open-Loop Verstärkung von 10 nicht ausreicht obwohl eine Verstärkung von 
1 über die Widerstände nur eingestellt ist.. Also sinkt in dem Fall halt 
die Verstärkung aufgrund der schwankens also weil die gewollte Differenz 
am Eingang gar nicht mehr vorhanden ist.. Die Verstärkung von 1 wird 
schon noch erfüllt aber die Eingangsdifferenz ist zurück gegangen...

Ist das so richtig?

[No Y. (noy)]

Tut mir leid falls es gestern nacht doch ein wenig pampig war die 
Antwort. Aber zum einen war ich sehr müde. Und zum anderen muss ich bis 
Montag fertig sein und so langsam wird es knapp...

Aber hab es jetzt nochmal ausgeschlafen simuliert und hab alles so 
gesehen wie es sein soll (nach deiner Aussage) von daher Danke für den 
Tip.

[Helmut S. (helmuts)]

1.
Du musst auch X4, X5 und X6 an den NEW_GND anschließen sonst bekommst du 
die Störungen der 12V auf die Eingänge. Bau z. B. 10kOhm von NEW_GND zu 
den Eingängen. Der alte Spannungsteiler entfällt dann.

2.
Schalte parallel zu NEW_GND noch 100uF damit die Störungen auf den 12V 
besser gefiltert werden.

3.
Den Bandpass mit -5.87kOhm kann man nicht bauen da man keine keine 
negativen Widerstände kaufen kann und mit käuflichen +5.87kOhm 
funktioniert das Filter nicht.

[No Y. (noy)]

2. und 3. weiß ich bzw. hab ich gemacht. Die Gesamtschaltung hat noch 
mehr drin.

1. weiß ich jetzt gerade nicht wie du es meinst.

Edit:

Ah ok, hab es verstanden..

Also 10k von New_GND auf die positiven Eingänge der Impedanzwandler und 
dann kann ich den Spannungsteiler beim Einkoppelkondensator weglassen.

[Kai K. (klaas)]

>Wenn die virtuelle Masse einmal fest ist und das Signal anliegt hat man
>die benötigte Differenz für das Signal am Ausgang. Schwankt jetzt aber
>die virtuelle Masse genauso wie das Signal hat man keine Differenz am
>Eingang und demenstprechend kein Ausgangssignal.... Aber was sagt mir
>das nun?? Nur das wenn die Verstärkung nciht groß genug ist und dadurch
>die virtuelle Masse schwankt ich ncihts hinten rausbekomme oder wie?
>Bzw. wenn diese nicht ganz gleich schwinkt bekomme ich halt ein
>kleineres Signal am Ausgang als bei fester virtueller Masse... ja und
>jetzt?

Ich reite nur darauf herum, weil dein Lehrer dir diese Zusatzaufgabe 
gegeben und du hier gefragt hast. Sonst hätte ich das nie erwähnt.

Betrachte mal einen ganz einfachen invertierenden Verstärker. Dann hast 
du einen Widerstand von der Quelle zum "-" Eingang des OPamp und einen 
Widerstand vom "-" Eingang zum Ausgang des OPamp. Den "+" Eingang legst 
du auf Masse. Dann erzeugt der OPamp durch die Wirkung der Gegenkopplung 
an seinem "-" Eingang eine "virtuelle Masse". "Virtuell" deshalb, weil 
es keine echte Masse ist, in die du beliebig Strom hineinpumpen kannst, 
sondern nur soviel, wie der Opamp ausregeln kann.

Wenn jetzt aber der OPamp nicht ideal ist, dann braucht er zwischen 
seinen Eingängen eine Spannung um die Ausgangspannung zu ereugen. 
Wieviel, sagt ihm die "open loop gain". Wenn er da jetzt aber eine 
schwankende Spannung hat, kann man nicht mehr einfach die Verstärkung 
der Schaltung berechnen, weil der "-" Eingang ja nicht mehr auf der 
virtuellen Masse liegt. Im Endeffekt stellt sich am Ausgang eine 
kleinere Spannung ein als beim idealen Verstärker. Im Anhang ist das mal 
übertrieben gezeigt für einen 10kHz-Sinus und einem absichtlich 
schlechtgemachten OPamp. Hellgrün ist die Eingangsspannung, braun die 
Ausgangsspannung und dunkelgrün die Spannung am "-" Eingang des OPamps.

>Noch ein Tipp: Überprüfe nochmal die Stabilität deiner
>Filterschaltungen...

Wie die Phasengangssanalyse zeigt, ist deine Hochpaßschaltung instabil 
und kann mit OPamps mit hoher "open loop output impedance" anfangen zu 
schwningen. Grund dafür ist der kapazitive Kurzschluß in den Ausgang des 
Treibers X6. Abhilfe schafft ein Vergrößern der Widerstände und ein 
Verkleinern der Caps und das zusätzliche Einfügen eines kleinen 
Widerstands am Ausgang von X6.

[No Y. (noy)]

Hm,
naja Filter Pro schlägt mir auch Werte vor die ähnlich bei meinen sind. 
Und mit den Impedanzwandlern der Simulation geht alles soweit und der 
Phasengang passt dabei. Da es ja alles nur Simulationstechnisch 
betrachtet werden soll lass ich es jetzt so. Wenn ich sowas in real 
Aufbauen müsste, würde ich da eh anders ran gehen.

Ich hab mal ein wenig rumgesucht von wegen dem Open loop gain und der 
Virtuellen Masse. Ich habe dazu fast nie etwas gefunden, wie kommt denn 
sowas? Wird in den ganzen Büchern nur von einem idealen bzw 
idealisierten Verhalten ausgegangen?

[Helmut S. (helmuts)]

> Abhilfe schafft ein Vergrößern der Widerstände und ein Verkleinern der Caps

Guter Punkt mit dem kapazitiven Kurzschluss. Das hatte ich bisher gar 
nicht gesehen.

Die Rs 3..10mal größer und entsprechend Cs 1/3 bis 1/10 wählen.

> und das zusätzliche Einfügen eines kleinen Widerstands am Ausgang von X6.

Füge 220Ohm zwischen Ausgang X6 und nachfolgendem Filter-C ein.
Das gibt zwar bei sehr hohen Frequenzen einen Tiefpass, aber mehr als 
100kHz bringen deine Hochton-Lautsprecher eh nicht. ;-)

[Kai K. (klaas)]

>naja Filter Pro schlägt mir auch Werte vor die ähnlich bei meinen sind.
>Und mit den Impedanzwandlern der Simulation geht alles soweit und der
>Phasengang passt dabei.

Du hast überhaupt nicht begriffen, was ich mit "Phasenganganalyse" 
meine, oder? "phase margin", schon mal gehört?

>Ich hab mal ein wenig rumgesucht von wegen dem Open loop gain und der
>Virtuellen Masse. Ich habe dazu fast nie etwas gefunden, wie kommt denn
>sowas?

Wenn du den Zusammenhang nicht siehst, hast du überhaupt nicht 
verstanden, wie ein OPamp funktioniert...

[No Y. (noy)]

Doch, aber ich habe nichts mehr geändert. Das wollte ich damit sagen. 
Und mit wie kommt denn so was meinte ich, warum das nirgends ausführlich 
erwähnt wird.