Hallo, habe hier ein DDS-System (AD9835) aufgebaut, welches Sinussignale bis ca. 20 MHz generieren kann. Um die Oberwellen zu unterdrücken soll ein Tiefpass 2. Ordnung mit Tschebyscheff-Charakteristik nachgeschaltet werden. Die Grenzfrequenz dieses Tiefpasses soll umschaltbar sein (verschiedene RC-Kombinationen). Jetzt habe ich ein Problem mit der Suche nach einem geeigneten OP Amp für den Tiefpass. Die Standard-OP Amps erlauben nur Grenzfrequenzen von einigen 100 kHz bis max. 1 MHz, danach bricht die Verstärkung ein. Welcher OP Amp ist für diese Aufgabe geeignet ? Vielen Dank, Ashoka
Ashoka schrieb: > Welcher OP Amp ist für diese Aufgabe geeignet ? Welche Suchmöglichkeiten gibt es? TI, LT, Analog Devices um nur drei wichtige (Hersteller) zu nennen. Allerding sind die alle sehr geizig mit Suchfunktionen und Datenblättern ... wird alles nur unter der Hand gehandelt.
> Um die Oberwellen zu unterdrücken soll ein Tiefpass 2. Ordnung mit
Tschebyscheff-Charakteristik nachgeschaltet werden.
Dafür wird in jedem käuflichen Funktionsgenerator ein LC-Filter
vewrwendet. Das sollte dir zu denken geben.
Ja, aber kann das LC-Filter auch die Tschebyscheff-Charakteristik ? Eine aktives Filter wäre mir lieber.
Ashoka schrieb: > Ja, aber kann das LC-Filter auch die Tschebyscheff-Charakteristik ? > Eine aktives Filter wäre mir lieber. Ja. Ein Klick und du hast es "designed". Nimm 3. Grades. C-L-C http://www.wa4dsy.net/filter/filterdesign.html Da du nicht exakt die Werte kaufen kannst, simulierst du das dann noch mit den tatsächlichen Bauteilewerten mit LTspice. Da kannst du dann auch gleich noch mit den Toleranzen experimentieren.
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Helmut S. schrieb: > Ja. Ein Klick und du hast es "designed". Nimm 3. Grades. C-L-C Verstehe ich das richtig ? 2 Kondensatoren und 1 Induktivität reichen für ein Filter 3. Grades ? Ich hätte jetzt mehr Bauteile erwartet.
> Ja, aber kann das LC-Filter auch die Tschebyscheff-Charakteristik ? > Eine aktives Filter wäre mir lieber. Wieso ausgerechnet Tschebycheff? Steht du auf dem Ripple im Durchlassbereich? > Da du nicht exakt die Werte kaufen kannst, simulierst du das dann noch > mit den tatsächlichen Bauteilewerten mit LTspice TI hat auch ein kostenloses Filterdesignprogramm. (filterpro) Da kann man dann am Ende angeben aus welcher E-Reihe es die Bauteile nehmen soll und es werden dann gleich die Abweichungen berechnet. Ausserdem sagt es einem auch gleich wie schnell der OP sein soll. Aus dem Bauch raus wuerde ich sagen man brauchts so 50-100Mhz. Olaf
und hier zur Ergänzung noch der Filter Wizard von Analog Devices: http://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/ "Lustigerweise" setzen die bei > 20MHz ihre OPV auch nur als Spannungsfolger ein, und die Filtercharakteristik wird passiv realisiert.
Ashoka schrieb: > Verstehe ich das richtig ? 2 Kondensatoren und 1 Induktivität reichen > für ein Filter 3. Grades ? Ich hätte jetzt mehr Bauteile erwartet. die "zusätzlichen Bauteile" bestehen ggf. aus 50Ohm Widerständen, denn das Tool geht von "I/O impedcance = 50.0 ohms" aus.
Olaf schrieb: > Wieso ausgerechnet Tschebycheff? Steht du auf dem Ripple im > Durchlassbereich? Hmm. Ich dachte, das Tschebyscheff die beste Wahl ist. Gibt es geeignerte Filtertypen für diese Aufgabe ?
Olaf schrieb: > Steht du auf dem Ripple im Durchlassbereich? Du (be-)stehst offensichtlich auf der irrigen Ansicht man könnte einen Tschebyscheff im Durchlassbereich nicht flach designen.
Helmut S. schrieb: > Hier ein Beispiel. > http://www.techome.de/manuals/53665_DDS_20_Board_V6_2_KM.pdf Die ELV-Schaltung finde ich sehr interessant. Allerdings gibt mir das Ausgangsfilter mit einer Grenzfrequenz von 20 MHz zu denken. Der DDS-Chip erzeugt ja "stufige Signale" mit vielen Oberwellen. Wenn ich z.B. 100 kHz einstelle habe ich doch Harmonische bei 300 kHz, 500 kHz etc. Wie soll das Filter diese unterdrücken, wenn es erst bei 20 MHz greift ? Ich hätte hier einen umschaltbaren Filter mit verschiedenen Grenzfrequenzen erwartet. Auf den Video OP Amp hätte ich auch kommen können, der kann auf jeden Fall die hohen Frequenzen. Vielen Dank an Helmut S.
Das DDS Signal sieht in der Nähe der Nyquistfrequenz schon sehr übel aus. Mit einem steilen Filter zwingst Du einen Sinus daraus. Nimm mal den ELV Bausatz für einen Hunderter, der ist sehr ähnlich zum ADI Referenz Design und mess den mit Scope und evt. Spectrum Analyser nach. Benötigst Du einen Sinus über ein paar MHz, würde ich etwas anderes nehmen. Da ist jeder PLL stabilisierte Oszilator evt. incl. Mischer besser geeignet und oberwellenärmer.
Anal Ysator schrieb: > Olaf schrieb: >> Steht du auf dem Ripple im Durchlassbereich? > > Du (be-)stehst offensichtlich auf der irrigen Ansicht > man könnte einen Tschebyscheff im Durchlassbereich > nicht flach designen. "Tschebyscheff" sagt ja nur, dass man Welligkeit hat, nicht aber, ob diese im Durchlass- oder im Sperrbereich liegt... Auszerdem wird das Problem ueberschaetzt. Der DDS hat sowieso einen sin(x)/x-Abfall am oberen Ende; den kann man mit einer Beule im Durchlassbereich zumindest teilweise ausgleichen...
> 100 kHz einstelle habe ich doch Harmonische bei 300 kHz, 500kHz
Nein. Du hast nur bei den Frequenzen n*Ftakt+/-100kHz weitere
Signalanteile und genau die soll das Filter sperren. n=1,2,3,4, ...
Ftakt ist wahrscheinlich 50MHz.
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Ashoka schrieb: > Der DDS-Chip erzeugt ja "stufige Signale" mit vielen Oberwellen. Nein. Die "Stufen" enthalten in der Grundwelle die Sysclock-Frequenz. Daneben gibt es oft noch etwas stärkere Anteile bei Sysclock/2 und Sysclock/4. Oberwellen der synthetisierten Frequenz existieren rein theoritisch nicht (nur abhängig von der Sinus-Tabelle im Chip), in der Praxis treten sie sehr untergeordnet auf. Daher ist der 20Mhz schon richtig ....
Ashoka schrieb: > Wenn ich z.B. 100 kHz einstelle habe ich doch Harmonische > bei 300 kHz, 500 kHz etc. > > Wie soll das Filter diese unterdrücken, wenn es erst bei > 20 MHz greift ? Vielleicht rechnest Du erstmal die Amplitude dieser Oberwellen nach. Aber - ja: Fuer spektral reinen Sinus ist DDS nicht die optimale Wahl, das geht besser. > Ich hätte hier einen umschaltbaren Filter mit verschiedenen > Grenzfrequenzen erwartet. Nun ja, die Motivation, DDS zu verwenden, besteht ja gerade darin, NICHT bereichsweise umschalten zu muessen. Wenn man mehrere Bereiche verwenden kann oder will, kann man sich den DDS-Chip schenken. > Auf den Video OP Amp hätte ich auch kommen können, der kann > auf jeden Fall die hohen Frequenzen. Das ist offenbar die nachwachsende Generation: Wenn kein teurer OPV vorkommt, MUSS es ja schlecht sein.
Anal Ysator schrieb: > Ashoka schrieb: >> Der DDS-Chip erzeugt ja "stufige Signale" mit vielen >> Oberwellen. > > Nein. Jein - der Begriff ist falsch: Es sind Nebenwellen. Die Nebenwellen sind in der Tat keine Vielfachen der Grundwelle, koennen aber irgendwo im Basisband liegen, was ziemlich laestig ist, weil sie durch Filter nicht abtrennbar sind.
Possetitjel schrieb: > Das ist offenbar die nachwachsende Generation: Wenn kein teurer > OPV vorkommt, MUSS es ja schlecht sein. Nachwachsende Generation ist gut ... bin aber schon 50 !!!
Ashoka schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Das ist offenbar die nachwachsende Generation: Wenn kein >> teurer OPV vorkommt, MUSS es ja schlecht sein. > > Nachwachsende Generation ist gut ... bin aber schon 50 !!! Okay... nehme das zurueck :) Trotzdem verstehe ich nicht, warum man unbedingt eine Technik (aktive RC-Filter) in einem Bereich anwenden muss, in dem sie keine technischen Vorteile hat (Frequenzen im MHz-Bereich).
Possetitjel schrieb: > Jein - der Begriff ist falsch: Es sind Nebenwellen. Nein. Die Stufen sind allein durch den Sysclock bedingt und enthalten theoretisch keine Nebenwellen sondern nur Harmonische. Es ist das unvollkommene Prinzip der Synthese im Chip (Übersprechen/Mischen und Timing-Probleme) das die Nebenlinien erzeugt. Also der feine Unterschied zwischen idealer und realer Physik.
> sondern nur Harmonische.
Diese Aussage ist falsch.
Richig ist:
Bei der Erzeugung eines 100kHz Sinussignals gibt es prinzipbedingt
weitere Signalanteile bei den Frequenzen n*Ftakt+/-100kHz.
n=1,2,3,4,...
Ftakt ist bei dem Baustein 50MHz.
Somit gibt es Signalanteile bei
100kHz, 49,9MHz, 50,1MHz, 99,9MHz, 100,1MHz, ...
Helmut S. schrieb: > Somit gibt es Signalanteile bei > 100kHz, 49,9MHz, 50,1MHz, 99,9MHz, 100,1MHz, ... ... also sogenannte Mischprodukte.
Anal Ysator schrieb: > Helmut S. schrieb: >> Somit gibt es Signalanteile bei >> 100kHz, 49,9MHz, 50,1MHz, 99,9MHz, 100,1MHz, ... > > ... also sogenannte Mischprodukte. Hier ein Beispiel. http://www.analog.com/media/en/training-seminars/tutorials/MT-085.pdf Man beachte die Linie f0 und die zwei Linien genannt "Image".
Anal Ysator schrieb: > Possetitjel schrieb: >> Jein - der Begriff ist falsch: Es sind Nebenwellen. > > Nein. Doch - natuerlich :) Der Begriff "Harmonische" bzw. "Oberwellen" IST falsch, denn es sind KEINE ganzzahligen Vielfachen des Signals. > Die Stufen sind allein durch den Sysclock bedingt Nein. Weder die zeitliche Laenge noch die Hoehe der Stufen sind ALLEIN vom Takt abhaengig; die gewuenschte Frequenz und die Aufloesung des ADC gehen auch noch ein. Ganz so einfach ist die Sache dann doch nicht. > und enthalten theoretisch keine Nebenwellen sondern > nur Harmonische. Ich denke, das fuehrt vom Kernpunkt weg: Die Meinung, ein DDS benoetige ein umschaltbares Filter, ist im groszen und ganzen unsinnig. > Es ist das unvollkommene Prinzip der Synthese im Chip > (Übersprechen/Mischen und Timing-Probleme) das die > Nebenlinien erzeugt. Ich bin in der Theorie nicht sattelfest, aber das erscheint mir falsch.
Ashoka schrieb: > habe hier ein DDS-System (AD9835) aufgebaut, welches Sinussignale bis > ca. 20 MHz generieren kann. Schreibe du zuerst mal lieber, wofür du das denn überhaupt gebrauchen willst. Der AD9835 ist mit 50 MHz Takt und nur 10 Bit Auflösung nicht gerade ein Musterbeispiel für einen universellen DDS. Natürlich kannst du sowas für eine Ausgangsfrequenz von 20 MHz designen, indem du ein ordentliches 20 MHz Bandfilter dranhängst. Solltest du aber beabsichtigen, dieses Teil für Meßzwecke bis in den NF Bereich zu benutzen, dann bau dir nen Tiefpaß für eine dramatisch niedrigere Grenzfrequenz. Das Ausschlaggebende ist hier die 10 Bit Auflösung. Dein Sinus kann ja von 0 bis 2Pi gesehen von -1 bis +1 gehen. Das entspricht dann 10 Bit, also 1024 Stufen. Nun nehmen wir mal Pi als so etwa 3 an und sagen uns, daß eine Kurve ohne missing codes nur dann dargestellt werden kann, wenn pro Zeitschritt höchstens ein Amplitudenschritt stattfindet. Also für Amplitude von 1 (0 .. +1.0), was rund 500 Amplitudenschritte wären, hat man dann mindestens Pi also rund 3*500 Zeitschritte. Dein Tiefpaß sollte deswegen so etwa bei 50 MHz / 500 --> 100 kHz dicht machen. Das reicht aus für NF. Und nochwas: Bau dir lieber einen mindestens 7 poligen passiven LC-Tiefpaß. Ein OpV für ein Sallen-Filter sollte nämlich schneller sein als deine 50 MHz, damit er gut genug auf die Stufigkeit reagieren kann, sonst kriegst du bloß Spikes in dein Ausgangssignal. Beim passiven TP hast du diese Sorgen nicht. Und wenn du was Besseres willst, dann greife zu einem DDS mit 14 Bit DAC. W.S.
W.S. schrieb: > Nun nehmen wir mal Pi als so etwa 3 an Besser 3,2 siehe hier: https://de.wikipedia.org/wiki/Indiana_Pi_Bill :-)
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