Hallo, Ich habe ein AC-Signal, das mit einem DC-Offset von 2,5 V versehen ist. Ein µC soll wahlweise einen Tiefpass mit fg = ca. 1 kHz zuschalten können und das Signal mit 20dB/Dekade filtern. Die Schaltung im Anhang habe ich simuliert mit der Erwartung, dass das nicht funktioniert, weil die CE-Strecke des Transistors ja nur AC-Ströme "sieht" (im eingeschwungenen Zustand, C1 geladen). Linkes Bild: Simulation im Frequenzbereich, rechs im Zeitbereich. Grüne Kurven: V2 = 0V Blaue Kurven: V2 = 5V Dann habe ich die Schaltung mal aufgebaut und sie funktioniert tatsächlich. Ohne sichtbare Verzerrung der Kurvenform. Ich freue mich zwar, dass die Schaltung funktioniert, aber ich kann mir nicht recht erklären, warum. Vielleicht denke ich auch zu kompliziert (Inversbetrieb, wenn Strom negativ?) Wäre schön, wenn mir jemand das erklären könnte. Danke Third Eye
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Das funktioniert so auch in der Realität, aber nur bei kleinen Spannungen und kleinen Strömen. Macht man gerne, um Audio-Signale stumm zu schalten.
Third E. schrieb: > Dann habe ich die Schaltung mal aufgebaut und sie funktioniert > tatsächlich. Ohne sichtbare Verzerrung der Kurvenform. Mach doch mal eine FFT drüber. Geht bei LTSPICE ja so schön praktisch. Mich würde mal interessieren, ob das verzerrt. Warum das in Echt auch klappt: Der Inversbetrieb funktioniert bei dem genannten Typen (BC847) auch in der Praxis. Also kann der Transistor auch in beide Richtungen Strom leiten. Es gibt keinen Grund, warum da kein Wechselstrom durchgehen soll, solange genug Basisstrom da ist. Nur: - Stromverstärkung ist invers nicht so gut - Er kann nur rund 7V sperren PS: Ich wäre übrigens sehr vorsichtig, welche Resultate LTSPICE im Inversbetrieb produziert. Da habe ich schon die wildesten Sachen gesehen. Sowas würde ich eher aufbauen, als simulieren. Und das, obwohl ich ein großer Freund von Simulationen bin.
Da dein Signal am Transistor gegenüber GND durch den Kondensator immer positiv ist geht das so. Minimale Verzerrungen am Tiefpunkt sind allerdings vorhanden (wenn der Transistor nicht leitend ist). Du musst allerdings mit etwas stärkeren, kurzzeitigen Verzerrungen beim Ein-/Ausschalten des Filters rechnen. Der Filter hat übrigens nur 6dB/oct.
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Joe F. schrieb: > Da dein Signal am Transistor gegenüber GND durch den Kondensator > immer > positiv ist geht das so. Nein! Da ist ein Kondensator. Bei der positiven Halbwelle fließt ein Strom vom Kollektor zum Emitter, der Kondensator wird geladen. Er muss auch wieder entladen werden. Dazu muss der Strom vom Emitter zum Kollektor fließen. Nachdem ein Transistor (allerdings nur theoretisch) symmetrisch ist. Und das klappt, solange ein Basisstrom fließt auch umgekehrt. Mit den bekannten Nachteilen (Stromverstärkung wäre einer). Probiers aus, eben mit einem BC547 auf dem Steckbrett. Bitte nur kleine Spannungen verwenden, <5V ist ok.
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Habe mal eine FFT gemacht. Das sieht gut aus und deckt sich mit meinen Beobachtungen in der Realität. Ich habe für die FFT die 1 kHz-Sinus-Eingangsamplitude auf 2 V erhöht und auch für das Eingangssignal IN (blaue Kurve) eine FFT gemacht. Parameter: V2 = 0 V FFT über 100 ms min time step = 10 µs .option plotwinsize = 0 Ergebnis: die erste Oberwelle ist um ca. 13 dB größer, verglichen mit dem Eingangssignal. Aber da sie immer noch sehr weit unten (bei ca. -80 dB) liegt, ist das für mich vernachlässigbar.
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Third E. schrieb: > Habe mal eine FFT gemacht. Wie jetzt, in der Simulation oder praktisch? "Es gab einmal eine Zeit..." da hat man versucht bei Tonbandgeräten die Entzerrung, abhängig von Bandmaterial und Geschwindigkeit, auf diese Art umzuschalten. Bipolartransistor war dabei unterste Kategorie, und das bei wesentlich geringerem Pegel, FET etwas besser, Relais das Optimum. Mir fällt es zugegebenermaßen schwer daran zu glauben, daß das bei den hier genannten Pegeln, mit einigermaßen erträglichem Klirrfaktor funktioniert. Bestimmt ist am Wochenende Zeit zum testen...
Da gibt es doch noch den bilateralen Schalter 4066 auf CMOS-Basis. Enthält 4 Schalter mit je 2 antiparallel geschalteten FET's, die alle einzeln angesteuert werden können. Dieser Schaltkreis wird sogar für das Schalten von NF-Signalen in Hifi-Verstärkern benutzt. Du brauchst sowieso 3 Stück davon, um bei 3 hintereinandergeschalteten Tiefpässen auf wenigstens 18dB/oct zu kommen. Äh... Ich sehe gerade, Du brauchst nur 20db/dec. Alles ist gut. :)
Die FFT wurde mit LTSpice erstellt. Ich werde den Schaltungsteil mal separat aufbauen, um ein bisschen damit mit Amplituden spielen zu können. Dass es bessere Lösungen gibt wie z.B. mit Analogschalter, Reedrelais etc. ist mir klar. Ich war nur neugierig, warum die genannte Einfachstschaltung überhaupt funktioniert ;-)
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Ich habe die Schaltung zwar nicht aufgebaut, aber in der Simulation den Strom durch den Transistor erhöht, indem ich schrittweise den Widerstand R3 um "Faktor" verkleinert und im selben Zug C1 um diesen Faktor vergrößert habe. Ich kann also die weiter oben geschriebene Aussage unterschreiben, dass für den Zweck ein bipolarer Transistor nur geeignet ist, wenn es um kleine Ströme geht. Im Anhang die ermittelten Klirrfaktoren (Befehl: .four 1kHz V(out)) WICHTIGER NACHTRAG! Diese hohen Klirrfaktoren kamen nur zustande, weil R1 und R2 immer bei 100kOhm blieben. Wenn ich sie auch um "Faktor" verringere, bleibt der Klirrfaktor sehr niedrig. Ich komme wohl nicht drum rum, die Schaltung mal aufzubauen.
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Hier noch ein interessanter Link zum Thema "Muting Transistor": http://sound.whsites.net/project147.htm Einen bipolaren Transistor für den Zweck zu verwenden, scheint also doch nicht ganz so obskur zu sein, wie man auf den ersten Gedanken meinen könnte. In meinem Fall mit dem geschalteten Kondensator wird dieser beim Einschalten der Signalquelle aufgeladen, die BC-Diode wirkt dabei als Klemmdiode. In den ersten paar Millisekunden ist das Signal also erst mal stark verzerrt (Spitzen gekappt), aber das ist (in meinem Fall) kein Problem. Falls das dennoch stört, müsste man nur die Schaltung mit aktiviertem Transistor einschalten.
Man kann da sogar eine Diode in Sperrrichtung vorspannen und dann diese dann bei Bedarf mit 1-2mA in den leitenden Zustand versetzen. Solange die NF deutlich unter der Flussspannung bleibt, ist das gar kein Problem. StromTuner
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