Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik einfaches Bandpassfilter mit OP


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von Gerri (Gast)


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Hallo,

ich möchte ein impedanzgewandeltes, also niederohmiges E-Gitarrensignal 
mit einem aktiven Bandpass im Bereich von ca. 4,6kHz um ca. 6db anheben. 
Die Anhebung soll nicht zu breitbandig sein.

Man könnte das mit einem Variable-State-Filter machen, habe dafür auch 
einen Schaltplan. Allerdings benötigt man dafür 4 OP-Amps, d.h. der 
Stromverbrauch wird für einen 9V-Block-Betrieb etwas hoch sein und 
möglicherweise auch das Rauschen.

Gibt es eine Möglichkeit, ein Bandpassfilter für 4,6kHz mit nur einem 
oder zwei OP-Amps aufzubauen?

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

Du könntest hierfür auch einen Schwingkreis oder ein Bandfilter aus zwei 
gekoppelten Schwingkreisen verwenden, danach etwas verstärken. 
Schwingkreise brimgen etwas Dämpfung, aber benötigen direkt keine 
Versorgung.

MfG

von Michael B. (laberkopp)


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Gerri schrieb:
> Allerdings benötigt man dafür 4 OP-Amps, d.h. der
> Stromverbrauch wird für einen 9V-Block-Betrieb etwas hoch sein

Der wesentliche Stromverbrauch einer Audioschaltung entsteht durch die 
Ausgangslast, der Ausgangswiderstand ist ja mit 600 Ohm spezifiziert, 
wer da einen Kopfhöhrer oder Leistungsanpassung macht zieht viel Strom, 
normalerweise hängen aber nur so 20kOhm dran,

und bei Verrwendung eines 9V Blockas (9V bis 5.6V) als 
Spannungsversorgung die Erzeugung einer virtuellen Masse, man kann die 
mit mehr oder weniger Stromaufnahme bauen, und der 
Rückkopplungsnetzwerke, da sind leicht mal 10kOhm drin, denn bei 100k 
steigt das Rauschen.

Womit wir zum Rauschen kommen. Es ist um so höher, um so hochohmiger die 
Schaltung wird. Eine niederohmige Shcaltung kostet aber Strom. Man 
soolte die Widerstandswert so wählen, daß die verwendeten OpAmp ihr 
Rauschminimum haben.

Nimm also ruhig einen Quad-OpAmp, in CMOS r2R damit auhc bei einer 
Batterie am Ende ihrer lebensdauer noch genug Pegel möglich ist vor dem 
clippen, also KEINEN TL074 oder OP4176.

AD824 wird oft genannt, schafft aber nur 2V/us, ADA4075 ist besser, 
braucht aber 4 mal so viel Strom, vielleicht TLV2374.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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"Doppel-T-Filter" wäre ein Suchbegriff, das kann man sicher passend 
bedämpfen, dass die Überhöhung nur 6 dB beträgt.

von Gerri (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Du könntest hierfür auch einen Schwingkreis oder ein Bandfilter aus zwei
> gekoppelten Schwingkreisen verwenden, danach etwas verstärken.

Interessanter Gedanke! Früher gab es EQs mit Schwingkreisen, die ganz 
einfach aufgebaut waren.
Das könnte man vielleicht einfach für nur ein Band (4,6kHz) nachbauen...

von Gerri (Gast)


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Danke Michael für die Ausführungen!

Habe momentan nur NE5532 und TL074 hier, die könnte man aber später 
austauschen.

Es geht auch um den Ruhestrom, so ein TL074 zieht einen 9V-Block leider 
auch ohne Signal relativ schnell leer.

Michael B. schrieb:
> vielleicht TLV2374.

Schaue ich mir an.


Christoph db1uq K. schrieb:
> "Doppel-T-Filter" wäre ein Suchbegriff, das kann man sicher passend
> bedämpfen, dass die Überhöhung nur 6 dB beträgt.

Das Doppel-T-Filter ist ein Kerbfilter.
https://www.electronicdeveloper.de/filteraktiv_doppel_t.aspx

Man könnte es eventuell im Rückkoppelzweig einer OP-Schaltung 
invertieren.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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> Interessanter Gedanke! Früher gab es EQs mit Schwingkreisen, die ganz
> einfach aufgebaut waren. Das könnte man vielleicht einfach für nur ein
> Band (4,6kHz) nachbauen...


Und früher waren Ultraschall-Fernbedienungen für den edlen Farbfernseher 
ebenfalls mit einer Menge Schwingkreise aufgebaut.


mFG

von blubblub (Gast)


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Der Vollständigkeit halber sollte man noch die passive Variante 
erwähnen.
Die bringt allerdings nicht 6 db kommt aber ganz ohne Batterie aus.

http://www.guitar-letter.de/Knowledge/Grundlagen/Klangschalter/DerCSwitchKeinerfueralle.htm

BB King's Lucille lässt grüßen

von Gerri (Gast)


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blubblub schrieb:
> Der Vollständigkeit halber sollte man noch die passive Variante
> erwähnen.
> Die bringt allerdings nicht 6 db kommt aber ganz ohne Batterie aus.
>
> 
http://www.guitar-letter.de/Knowledge/Grundlagen/Klangschalter/DerCSwitchKeinerfueralle.htm

Die habe ich schon eingebaut mit anschließendem Impedanzwandler.

Jetzt hätte ich gerne noch eine Präsenzanhebung, die unabhängig von 
der eingestellten Resonanzfrequenz am Pickup ist.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Wenn es einfach sein soll, dann geht dass auch ohne Strom und somit auch 
ohne Rauschen. Frequenzen zwischen 3000 bis 7000 Hz werden durchgelassen 
alle anderen werden um -6dB/Oct. gedämpft.

von blubblub (Gast)


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Gerri schrieb:
> Die habe ich schon eingebaut mit anschließendem Impedanzwandler.

Die erste Stufe der typischen SVF Schaltungen ist ja ohnehin auch nur 
ein Impedanzwandler. Theoretisch könntest du da schon einen OP 
einsparen.

Ich sehe das größte Einsparpotential allerdings im Ruhestrom der OPs und 
nicht unbedingt in der Anzahl. Bei den OPs hat sich in letzter Zeit doch 
sehr viele getan.
Ich habe vor ein paar Jahren mal die Schaltung mit verschiedenen OPs 
durchsimuliert (TEDI) da ist reichlich Potential. Praktisch habe ich das 
aber nie ausprobiert da:
1. Ich selber meist nur noch unverstärkt klimpere.
2. Batterien und edles Holz nicht zusammenpassen.
3. Eine externer Parametrischer EQ für mich die deutlich besser Wahl 
ist. (beinahe genauso einfach/schnell zu bedienen aber noch wesentlich 
stärkere Möglichkeiten).

Grundsätzlich gibt es auch Möglichkeiten mit diskreten Bauteilen FET zB. 
Moderne OPs sind aber gerade bezüglich dem Verhältnis Rauschen vs. 
Stromverbrauch recht optimal ausgewogen. Zudem bringt Rail to Rail einen 
höheren Ausgangspegel. Sicher ein ein Vorteil wenn man auch mal eine 
Eingangsstufe ohne Bodentreter anzerren will.

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Gerri schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit, ein Bandpassfilter für 4,6kHz mit nur einem
> oder zwei OP-Amps aufzubauen?
Definitiv ja, natürlich. Wenn man aber die Bedingung
> Die Anhebung soll nicht zu breitbandig sein.
hinzunimmt, könnte es komplizierter werden. Verschiedene 
Grundschaltungen fallen mir dazu ein: Auf Sallen Key oder Multiple 
Feedback aufbauend, mit einer Wien-Brücken-Oszillatorschaltung, die so 
stark gegengekoppelt ist, dass sie nicht schwingt, oder mit dem 
erwähnten Doppel-T-Filter in der Gegenkopplung. Mag sein, dass das eine 
und andere sogar prinzipiell das selbe ist.

Inwieweit das Rauschen eine Rolle spielt, kann ich schlecht beurteilen. 
Besser als deine Quellimpedanz braucht es nicht zu sein, aber da du 
schreibst, dass das Signal transformiert ist, sollte man es im Auge 
behalten. Dafür dürften aber die Betrachtungen der max. Ausgangsspannung 
irrelevant sein, denn dein Signal ist ja nicht nur auf eine geringe 
Impedanz, sondern auch auf eine geringe Spannung transformiert. Wie hoch 
die max. ist, wirst du sicher selber leicht feststellen können.

von Udo K. (Gast)


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Hi Gerri,

Im Bild eine Beispielschaltung mit einer Bandbreite von  2kHz und
Mittenfrequenz 4600 Hz.
Der Stromverbrauch ist mit dem 4-fach OPV LM6143 ca. 1.5 mA.
Damit kannst du locker eine Woche durchspielen.

Gruß,
Udo

von Robert M. (r0bm)


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Gerri schrieb:
> ich möchte ein impedanzgewandeltes, also niederohmiges E-Gitarrensignal
> mit einem aktiven Bandpass im Bereich von ca. 4,6kHz um ca. 6db anheben.
> Die Anhebung soll nicht zu breitbandig sein.

Ein einfacher graphischer Equalizer für 4,6kHz wäre eine weitere 
Möglichkeit. Die Spule lässt sich bei Bedarf mittels eines zusätzlichen 
OPV nachbilden. Höhe (Verstärkung) und Breite (Güte) der Anhebung lässt 
sich verändern.

Bsp. für 4,6kHz und +6dB Anhebung:

R1=R2=1k
C1=12n
L1=100mH
R3=390

http://www.ti.com/lit/an/slyt134/slyt134.pdf

von Gerri (Gast)


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Männer, Danke für die vielen guten Antworten und die 
Schaltungsvorschläge!!!

At Robert: die Schaltung habe ich gesucht, Danke! Werde sie mit realen 
Bauteilparametern simulieren und schauen, ob die Anhebung schmalbandig 
genug ist.

Auch besondern Dank an Udo für den Schaltplan und den OP-Typ-Vorschlag!

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