Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Variabler Tiefpassfilter


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von Sven M. (Gast)


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Hallo zusammen,

ich habe eine Frage bezüglich dem Tiefpass.
Ein Tiefpass 1.Ordnung (RC-Glied und demnach ein Butterworth-Filter 
1.Ordnung) soll variabel gemacht werden. Wie genau wird dies realisiert 
und wie heißen diese Schaltungen?

Liebe Grüße!

von Z.B. Max Z. (mopication)


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Voltage Controlled Filter, VCF
http://musicfromouterspace.com/index.php?MAINTAB=SYNTHDIY&VPW=1910&VPH=836
https://en.wikipedia.org/wiki/Voltage-controlled_filter

~mopication

Edit: Oder natürlich digital in Richtung IIR
1
int RawData;
2
float SmoothData;
3
float LPF_Beta = 0.025; // 0<ß<1
4
5
void main (void){
6
    // LPF: Y(n) = (1-ß)*Y(n-1) + (ß*X(n))) = Y(n-1) - (ß*(Y(n-1)-X(n)));
7
    while(1){
8
       // Function that brings Fresh Data into RawData
9
       RawData = GetRawData();
10
       SmoothData = SmoothData - (LPF_Beta * (SmoothData - RawData));
11
    }
12
}
(https://kiritchatterjee.wordpress.com/2014/11/10/a-simple-digital-low-pass-filter-in-c/)

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wie "variabel"? Manuell, digital oder analog angesteuert?
Ein einzelnes RC-Glied kann man entweder über ein variables R oder C 
oder beide verändern.

von Sven M. (Gast)


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Es hieß, dass aus einem Tiefpass 1.Ordnung in seiner Grundform (also das 
RC-Glied) mit fester Frequenz ein Filter abgeleitet werden soll. Der 
abgeleitete Filter soll - ich nehme mal an - in der Frequenz variabel 
sein.

Ich hatte auch an einen VCF (speziell Sallenkey-Filter) gedacht.
Aber zum Variieren der Grenzfrequenz, reicht es ja aus das R oder C zu 
tauschen. Doch wie soll dann diese Schaltung heißen?

von Andi (chefdesigner)


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Du suchst nun nach einem Namen für dein spezielles Filter? "variable 
frequency filter"?

von Jobst Q. (joquis)


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Analog wird das mit OTAs (Operational Transconductance 
Amplifier)gemacht. Zum Beispiel mit LM13700.

Schaltung Figure 29 im Datenblatt.

: Bearbeitet durch User
von Joe F. (easylife)


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Das Stichwort heisst "parametric" oder "variable" (EQ oder Low-Pass).

http://sound.whsites.net/project155.htm

In der Regel wird "R" variable gemacht (Potentiometer), da einstellbare 
"C"s nicht wirklich verfügbar sind.

: Bearbeitet durch User
von Michael W. (Gast)


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Joe F. schrieb:
> In der Regel wird "R" variable gemacht (Potentiometer), da einstellbare
> "C"s nicht wirklich verfügbar sind.

Gab es da nicht das ominösre Filter von Moog, das nach und nach 
Kapazitäten zuschaltet? Das ging doch auch in Abhängigkeit der Spannung?

von soso... (Gast)


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Eine weitere analoge Variante wäre mit I2C-Potis:
https://www.mouser.at/ProductDetail/Microchip-Technology/MCP4017T-503E-LT?qs=sGAEpiMZZMuD%2f7PTYBwKqeKAyhhR3GLrY7fDdPTPyFM%3d

Für niedrige Frequenzen recht brauchbar.

Aber die IIR-Methote ist eigentlich die beste.

von Michael K. (Gast)


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Sven M. schrieb:
> Doch wie soll dann diese Schaltung heißen?

https://de.wikipedia.org/wiki/Switched-Capacitor-Filter

von Sawyer M. (sawyer_ma)


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Kann man auch digital TP Filtern. Also ich weis es nicht und frage 
deshalb vielleicht blöd aber wenn ich in einem FPGA einen Sinus erzeuge 
der variabel ist und im FPGA einen digitalen Tiefpass dahinter setze der 
sich der jeweiligen Frequenz anpasst, kann ich den dann ohne DAC 
abgreifen? Weil wenn nein dann verstehe ich nicht wozu es Digitale 
Filter gibt.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Sawyer M. schrieb:
> aber wenn ich in einem FPGA einen Sinus erzeuge
> der variabel ist und im FPGA einen digitalen Tiefpass dahinter setze der
> sich der jeweiligen Frequenz anpasst, kann ich den dann ohne DAC
> abgreifen?

Naja ohne DAC gibts das dann halt digital. Wenn am Eingang schon ein 
Sinus ist, machts aber nicht viel Sinn, den nochmal zu filtern.
Aber wenn du z.b. vor dem Tiefpass solche Daten hast:
[255 255 255 255 255 255  -255 -255 -255 -255 -255 -255 255 255 255 255 
255 255 -255 -255 -255 -255 -255 -255 ...]
koenntest du nach einem Tiefpass vielleicht dann solche Daten bekommen:
[  0 128 221 255 221 128   0 -128 -221 -255 -221 -128   0 ...]

Wenn du dir's anhoeren willst, musste irgendwann mal analog werden.

Gruss
WK

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Dergute W. schrieb:
> Wenn du dir's anhoeren willst, musste irgendwann mal analog werden.

Um die Filterung kommt man dann aber trotzdem nicht herum. Selbst wenn 
die Oberwellen, die die Treppen bilden, dank genügend großer 
Abtastfrequenz scheinbar im unhörbaren Bereich liegen, werden sie an den 
realen Lautsprecherimpedanzen massive Artefakte erzeugen.

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