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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik zweipoliger Bandpass


Autor: Matthias (Gast)
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Hallo zusammen,

beim dimensionieren eines zweipoligen Bandpasses komme ich nicht 
zurecht.
Das Beispiel ist aus den Buch über Filterschaltungen von Don Lancaster.
Ich will nicht sagen, dass das Buch schlecht ist, da es meines Wissens 
nach sowieso kaum Bücher darüber gibt, aber dennoch nicht leicht 
verständlich.

Ich verstehe nicht, wie er auf Widerstandswerte vom unteren Pol kommt.

Er geht von 10 kOhm aus.

10 kOhm * (Q=3,2) = 32 kOhm
10 kOhm / (q=3,2) = 3,12 kOhm

Jetzt multipliziert er diese mit a = 1,32

32 kOhm * 1,32 = 42,24 kOhm
3,12 kOhm * 1,32 = 4,118 kOhm

Der Wert weicht um ca 1,7 kOhm und 0,3 kOhm von seinen ab. Das ist 
ziemlich komisch. Ich habe versucht durch die Beschreibung 
dahinterzukommen.m.
Die Beschreibung ist jetzt für ein einpoligen Bandpass.

Dort steht, für ein Q von drei sollte der rechte Widerstand 36 mal so 
groß wie der linke sein.
Es steht dort aber:

1/2Q = 2Q

Wenn ich jetzt für den Beispielfall Q = 3 einsetze:

R1/2*3 = R2*2*3
R1/6 = R2*6
R1 = 36 R2

Also müsste der linke Widerstand ja 36x größer sein und nicht der 
rechte???
Was es bedeutet, dass Verhältnis auf  4Q² zu halten versteh ich auch 
nicht.
Hat aber vielleicht mit der Abweichung von oben zu tun.

Vielleicht findet ja jmd meinen Fehler oder kann mir auf die Sprünge 
helfen.

Grüße

Autor: Zitronen F. (jetztnicht)
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Vielleicht solltest du dir erst mal etwas Theorie reinziehen. Diese 
Schaltung ist zB im Tietz-Schenk beschrieben.

Autor: Possetitjel (Gast)
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Matthias schrieb:
> Der Wert weicht um ca 1,7 kOhm und 0,3 kOhm von
> seinen ab. Das ist ziemlich komisch.

Er hat schätzungsweise einen E48-Normwert gewählt.
Das wären 44.2kOhm. -- Viel merkwürdiger finde ich,
dass er nicht 43kOhm genommen hat, was ein E24-Wert
ist.

Matthias schrieb:
> Dort steht, für ein Q von drei sollte der rechte
> Widerstand 36 mal so groß wie der linke sein.

Ja. Daran sieht man, dass sein durchgerechnetes
Beispiel nicht stimmen kann: Ein Widerstandsverhältnis
von 1:10 gibt nur eine Güte von 1.6, nicht von 3.2

Autor: Josef (Gast)
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Matthias schrieb:
> Der Wert weicht um ca 1,7 kOhm und 0,3 kOhm von seinen ab. Das ist
> ziemlich komisch.

Er rundet wohl sehr grosszuegig. Wahrscheinlich ist das
noch mit dem Rechenschieber gerechnet.

Allerdings vergisst er den Faktor 2. Nach seinem eigenen Rezept
muss es ja heissen R1=Rn/(2*Q) und R2=Rn*(2*Q).
Rn ist der normierte Widerstand, also meistens 1.

Auch die Simulation sieht mit dem Faktor 2 besser aus (blaue Kurve).

Autor: Matthias (Gast)
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Oh D. schrieb:
> Vielleicht solltest du dir erst mal etwas Theorie reinziehen.
> Diese
> Schaltung ist zB im Tietz-Schenk beschrieben.

Danke, dann leihe ich mir das die Tage mal aus, wenn ich mit einen 
großen Rucksack unterwegs bin.


Possetitjel schrieb:
> Er hat schätzungsweise einen E48-Normwert gewählt.
> Das wären 44.2kOhm. -- Viel merkwürdiger finde ich,
> dass er nicht 43kOhm genommen hat, was ein E24-Wert
> ist.

In seinen Buch schreibt er, dass man nach Möglichkeit immer Bauteile mit 
geringer Toleranz nehmen soll. Wenn man so rechnet, sollte man das tun, 
um nicht noch weiter abzudriften. ;-)

Josef schrieb:
> Allerdings vergisst er den Faktor 2. Nach seinem eigenen Rezept
> muss es ja heissen R1=Rn/(2*Q) und R2=Rn*(2*Q).
> Rn ist der normierte Widerstand, also meistens 1.
>
> Auch die Simulation sieht mit dem Faktor 2 besser aus (blaue Kurve).

Also ich hätte dann mit Faktor 2 für die linke Schaltung  R1 = 2.0625 
kOhm und R2 = 84,48 kOhm. Wie ist denn deine Simulation zu verstehen ? 
Du hast dort doch die ursprünglichen Werte 44k und 4,4k stehen. Wie 
heist das Programm ?



Grüße

Matthias

Autor: Josef (Gast)
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Matthias schrieb:
> Also ich hätte dann mit Faktor 2 für die linke Schaltung  R1 = 2.0625
> kOhm und R2 = 84,48 kOhm. Wie ist denn deine Simulation zu verstehen ?
> Du hast dort doch die ursprünglichen Werte 44k und 4,4k stehen. Wie
> heist das Programm ?

Das Simulationsprogramm ist LTspice.

Mit den '.param' Texten werden zwei Simulationen durchgefuehrt mit

1. R1=4.4k R2=44k R4=2.4k R5=24k
2. R1=2.2k R2=88k R4=1.2k R5=48k

Autor: Matthias (Gast)
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Josef schrieb:
> Matthias schrieb:

> Mit den '.param' Texten werden zwei Simulationen durchgefuehrt mit
>
> 1. R1=4.4k R2=44k R4=2.4k R5=24k
> 2. R1=2.2k R2=88k R4=1.2k R5=48k

Achso ok. Ich denke, dass werde ich mir auch mal holen.

Also habe die Schaltung jetzt auf 2000 Hz ----> 1500 Hz umskaliert.
@ Josef, wenn es dir keine Umstände macht, könntest du ja 
vergleichsweise mal die Analyse mit den von mir errechneten Werten 
machen ?

Ich habe die Schaltung vohin aufgebaut. Also real und mit den Oszi 
gemessen. Habe das Signal vom Mikro ( ca. 3 mV ) direkt über einen 
Kondensator auf die Schaltung gegeben, da diese sehr stark verstärkt. 
Leider kann ich keine genauen Messungen durchführen, da ich keinen 
Funktionsgenerator besitze. Tiefe und hohe Frequenzen lässt er 
jedenfalls nicht mehr durch, aber genaueres kann ich da nicht zu sagen. 
Erkennbar ist aber eine dauernder kleiner Wechselspannungsanteil. 
Schaltung schwingt wohl etwas.

Aber hier die Simulation: Entweder total verrechnet oder es liegt an 
Pspyce. Eingangssignal ist 3mV und Ausgangssignal ca 0,3mV. Passt gar 
nicht. Die Kurve müsste eine mit 1dB Welligkeit sein, sieht aber aus wie 
die mit größter Spitzigkeit.

Autor: Helmut S. (helmuts)
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Du solltets erst mal R14 an den Minuseingang des Opamps anschließen.

Autor: Josef (Gast)
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Matthias schrieb:
> @ Josef, wenn es dir keine Umstände macht, könntest du ja
> vergleichsweise mal die Analyse mit den von mir errechneten Werten
> machen ?

Bitteschoen.
Mit der Korrektur von Helmut.

Autor: Matthias (Gast)
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Helmut S. schrieb:
> Du solltets erst mal R14 an den Minuseingang des Opamps
> anschließen.

Oh vielen Dank !

Josef schrieb:
> Bitteschoen.
> Mit der Korrektur von Helmut.

Vielen Dank !

Jetzt nach Fehlerbeseitigung geht es auch mit Pspice. Ich habe auch 
annähernd 90 dB.
Das ist viel zu hoch. Da geht der OPV ständig in die Begrenzung.

Habe die Schaltung umskaliert auf Frequenzen zwischen 2000Hz und 3000 
Hz.
Die Verstärkung hat deutlich abgenommen. 1000 Hz Bandbreiten möchte ich 
auch herausfiltern.

Da ich aber mehrere Bandpässe nutzen möchte, werde ich unterschiedliche 
Verstärkungen bekommen, wenn ich die einzelnen Bandbreiten jeweils 
gleich lasse.
Ansonsten müsste ich die Bandbreite bei höheren Frequenzen größer machen 
sonst steigt die Verstärkung wieder zu stark an.
Am besten ich werde jeden gefilterten Abschnitt nochmal einzeln extra 
abschwächen/verstärken. Das scheint mir wohl am sinnvollsten.

Autor: Dergute W. (derguteweka)
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Moin,

Matthias schrieb:
> Jetzt nach Fehlerbeseitigung geht es auch mit Pspice. Ich habe auch
> annähernd 90 dB.
> Das ist viel zu hoch. Da geht der OPV ständig in die Begrenzung.

Hm - wenn du den LM324 auch in echt nimmst, musst du dir da keine Sorgen 
machen. Der ist so langsam und ungeeignet, da geht bei Audio und 90dB 
schon lange nix mehr in irgendwelche Begrenzungen ;-)

Gruss
WK

Autor: Possetitjel (Gast)
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Matthias schrieb:

> Da ich aber mehrere Bandpässe nutzen möchte, werde ich
> unterschiedliche Verstärkungen bekommen, wenn ich die
> einzelnen Bandbreiten jeweils gleich lasse.
> Ansonsten müsste ich die Bandbreite bei höheren Frequenzen
> größer machen sonst steigt die Verstärkung wieder zu stark
> an.
> Am besten ich werde jeden gefilterten Abschnitt nochmal
> einzeln extra abschwächen/verstärken. Das scheint mir wohl
> am sinnvollsten.

Nee. Am sinnvollsten wäre eine bessere Filterstruktur.

Ich würde es mit Sallen/Key-Grundgliedern versuchen; ein
Tiefpass und ein Hochpass (jeweils 2. Ordnung) in Kette;
Tschebyscheff-Charakteristik.

Berechnung geht allerdings beschissen, weil Grenzfrequenzen
und Welligkeit des Gesamtfilters nicht mit den Werten der
Teilfilter übereinstimmen.
Ich würde mir einen Filterkalkulator nehmen und das Problem
durch Probieren lösen :)

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