Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mischer + Filter - ok?


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von Curby23523 N. (Gast)


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Hallo,

bei der angehängten Schaltung gebe ich zwei 3,3V Audio-Signale eines µC 
aus. Ich will diese mischen und Filtern, sprich glätten (DDS).

VCC = 9V
AGND = 4,5V
DGND = 0V
VIN = 0-3,3V

Der opamp wird mit single supply betrieben.

Zuerst lege ich die beiden Signale auf AGND (R32, R16). Dann gebe ich 
die beiden auf den Addierer, R10 soll die Ausgangsspannung etwas 
dämpfen.

Anschließend gebe ich das Ergebnis auf einen aktiven Tiefpass zweiter 
Ordnung.

Kann ich den invertierenden Verstärker (hier Addierer) erweitern zu 
einen Addierer + Tiefpass 2. Ordnung? Wenn ich einen Kondenator parallel 
zur Rückkopplung setze habe ich einen Tiefpass 1. Ordnung, ein Tiefpass 
zweiter Ordnung würde mir aber besser gefallen.

Ist die Schaltung prinzipiell so in Ordnung? Danke euch!

von Olaf (Gast)


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Du kannst sogar ein Filter 3.Ordnung realisieren, in dem Du Pin 7 und 6 
nicht direkt miteinander verbindest, sondern einen 22k Widerstand 
überbrückt mit einem 470pF Kondensator dazwischen schaltest (Fg = 15 
kHz). Zusätzlich bräuchtest Du noch einen Spannungsteiler für den inv. 
Eingang (z.B. 2x 2k2). C9 fällt dann weg.

von Curby23523 N. (Gast)


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Das verstehe ich nicht ganz, wie kann ich mit zwei Kondensatoren einen 
Tiefpass 3. Ordnung erstellen?

von Olaf (Gast)


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Nils H. schrieb:
> wie kann ich mit zwei Kondensatoren einen
> Tiefpass 3. Ordnung erstellen?

C10 wirkt als passiver Tiefpass 1.Ordnung (6dB/Oct.). Ein Kondensator 
als Hochpass in der Gegenkopplung wirkt wie ein aktiver Tiefpass 
2.Ordnung (12dB/Oct.). Aktive Filter wirken immer doppelt so stark. Also 
bekommst Du insgesamt ein Filter 3.Ordnung (18dB/Oct.) heraus.

von Curby23523 N. (Gast)


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Kann ich denn irgendwie die Funktionen beider opamps kombinieren?

ALso zwischen Pin6/7 22k||480pF anstatt der direkten Verbindung. Aber 
diese beiden Bauteile würen doch jetzt bereits auf den negativen Eingang 
gehen, wo soll dann dort noch der SPannungsteiler hin, den ich benötige?

Oder meinst du diese Schaltung (siehe Anhang)?

von Possetitjel (Gast)


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Nils H. schrieb:

> Kann ich denn irgendwie die Funktionen beider
> opamps kombinieren?

Ja - aber das ist bissl unschön.

In Deiner Originalschaltung sind beide Quellen vollständig
entkoppelt, weil am Minus-Eingang des 1. OPV eine virtuelle
Masse entsteht.
(JA! Hier ist der Ausdruck "virtuelle Masse" ausnahmsweise
mal richtig! Freu!)

Natürlich kannst Du auch nur ein aktives Filter mit einem
OPV aufbauen und den allerersten Längswiderstand verdoppeln
(vom Wert UND von der Anzahl her :)

Die Quellen sind dann nicht mehr ganz so perfekt entkoppelt,
aber ob das wirklich stört, ist fraglich.

Wenn Du einen TL072 einsetzt, ist der Aussteuerbereich
übrigens etwas knapp.

von Curby23523 N. (Gast)


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Ja, der TL072 steht sowieso noch zur Diskussion, bei 15V+- hat der nur 
11V+- EIngangsspannungsbereich.

Kannst du mir einen empfehlen? Ansonsten muss ich mich nacher mal auf 
die Suche begeben.

Die Eingangsspannung kommt von einem STM32. Ohne Lastwiderstand und ohne 
integrierten Ausgangspuffer liefern dessen DACs eine saubere Kurve. 
Aktiviere ich den integrierten Puffer, übersteuert dieser ganz schön. 
Das soll doch wohl nicht dessen Funktion sein oder?
Ich habe Angst, wenn ich meine Schaltung direkt an den DAC vom STM32 
hänge, dass da ohne dessen Ausgangspuffer die DACs zu stark belastet 
werden?

von Olaf (Gast)


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So könnte es gehen. Als OPV einen Rail to Rail Typ verwenden.

von Possetitjel (Gast)


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Nils H. schrieb:

> Ja, der TL072 steht sowieso noch zur Diskussion, bei 15V+-
> hat der nur 11V+- EIngangsspannungsbereich.
>
> Kannst du mir einen empfehlen?

Bedaure, da muss ich passen. Audio ist nicht so mein
Kernthema; ich müsste auch erst suchen.

> Die Eingangsspannung kommt von einem STM32. Ohne Lastwiderstand
> und ohne integrierten Ausgangspuffer liefern dessen DACs eine
> saubere Kurve. Aktiviere ich den integrierten Puffer, übersteuert
> dieser ganz schön. Das soll doch wohl nicht dessen Funktion
> sein oder?

Naja, im F427/F429-DaBla gibts keine Angabe zu den Verzerrungen;
das ist schon bezeichnend :)

> Ich habe Angst, wenn ich meine Schaltung direkt an den DAC
> vom STM32 hänge, dass da ohne dessen Ausgangspuffer die DACs
> zu stark belastet werden?

Ja, das würde ich nicht machen. Du kannst Dich bei einem DAC
mit Spannungsausgang nicht darauf verlassen, dass der Innen-
widerstand konstant ist; das gibt Verzerrungen.

Ich würde schätzungsweise die DAC-Kanäle einzeln mit je einem
Spannungsfolger puffern und den ersten Widerstand des folgenden
Filters wie beschrieben aufteilen -- also drei Widerstände mit
dreifachem Wert nehmen und über diese die Ausgänge zusammenführen.

Dann stimmt aus Sicht des Filters die Impedanz, und wenn die
OPV-Ausgänge über 40k entkoppelt gegeneinander arbeiten, ist
das wurscht.

von Ralph B. (rberres)


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Die erste Stufe wird bei Single Supply nur eine Halbwelle verstärken.

wobei mir die erste Version besser gefällt.

Ralph Berres

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


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Ralph B. schrieb:

> Die erste Stufe wird bei Single Supply nur eine
> Halbwelle verstärken.

Begleittext lesen: AGND liegt auf Ub/2.

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