Passenden OPV für Sallen Key Tiefpass (GBW)

[Filterknecht (Gast)]

Hallo zusammen,

ich spiele gerade das erste mal mit aktiven Filtern rum.
Mit diesem Tool: http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPstool.php habe ich 
einen Filter berechnet mit den Bauteilwerten R1=R2=10k und C1=C2=100nF. 
Ergibt einen Grenzfrequenz von ca. 159 Hz Die Teile hatte ich rumliegen 
also flott aufgebaut mit einem LM324N als OPV. Funktioniert wie 
vorgesehen.

Wenn ich das richtige verstehe, dann brauche ich für einen Tiefpass mit 
einer wesentlich größeren Grenzfrequenz einen schnelleren OPV als als 
den LM324N weil dem, so salopp gesagt, irgendwann die Luft ausgeht.

Eine Fausformel dazu habe ich hier gefunden:
https://www.beis.de/Elektronik/Filter/Filter.html

Und zwar soll das GBW des OPV 100*Q fach größer sein als das GBW der 
Filterstufe.
Was das GBW eines OPV ist, ist mir klar aber wie berechne (oder messe) 
ich das GBW des Filters? Da stehe ich auf dem Schlauch, wäre super wenn 
mir da jemand weiter helfen könnte.

Danke!

[Helmut S. (helmuts)]

Dein Tiefpassfilter hat eine Güte von 1 oder weniger. Das 
Butterworth-Filter hat Q=1/sqrt(2).

GBW=159Hz*100*1 = 15900Hz

Der LM324N hat ein viel höheres GBW (500kHz?).


Bei sehr hohen Frequenzen (>x10kHz?) steigt der Frequenzgang des 
Tiefpassfilters wieder an da der Ausgangswiderstand des Opamps mit 
steigender Frequenz ansteigt und damit das Eingangssignal direkt zum 
Ausgang gelangt. Dem kann man leicht entgegenwirken indem man einen 
Tiefpass 3. Ordnung nimmt oder einen getrennten Tiefpass 1. Ordnung 
davorschaltet.

[Filterknecht (Gast)]

Hallo Helmut,

erstmal vielen Dank für deine Antwort!
Wenn ich das richtige sehe, dann hast du als GBW für die Filterstufe 1 
eingesetzt. Und wie du darauf kommst verstehe ich nicht.

Wenn ich das hier benutze:
https://www.beis.de/Elektronik/Filter/ActiveLPFilter.html

Wird mir die GBW der einzelnen Stufen angeben. Und ob das so richtig ist 
und wie man darauf kommt verstehe ich nicht.

[Helmut S. (helmuts)]

Filterknecht schrieb:
> Hallo Helmut,
>
> erstmal vielen Dank für deine Antwort!
> Wenn ich das richtige sehe, dann hast du als GBW für die Filterstufe 1
> eingesetzt. Und wie du darauf kommst verstehe ich nicht.
>
> Wenn ich das hier benutze:
> https://www.beis.de/Elektronik/Filter/ActiveLPFilter.html
>
> Wird mir die GBW der einzelnen Stufen angeben. Und ob das so richtig ist
> und wie man darauf kommt verstehe ich nicht.

Die haben sich selber eine Zahl erfunden. Bei denen steht meienr Meinung 
nach
GBW = Fg*(1+Q)

Da fehlt also der Faktor 100 oder was man sich sonst so als 
Multiplikator haben will. Der Faktor 100 ist übrigens nicht in Stein 
gemeißelt. Der bedeutet ja nur, dass da die gewünschte Grenzfrequnz nur 
um x% daneben liegt und der Opamp bei den zu erwartenden hohen 
Frequenzen noch gut sperrt.

[Michel M. (elec-deniel)]

... Programm zur Kontrolle und zum simulieren :-)
https://www.analog.com/designtools/en/filterwizard/

[Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish)]

Filterknecht schrieb:
...
> Mit diesem Tool: http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPstool.php
...

Danke für den Link - Low Level Elektronikkram ist genau der richtige 
Leselevel für Japanischlerner. :)

Dieser Entwickler hier ist ja auch recht bekannt, wegen seines 
Filesystems:
http://www.elm-chan.org/index_j.html


  *

Deine eigentliche Frage wurde ja schon von Helmut bearbeitet.
Anzumerken wäre noch, dass bei höheren Frequenzen nicht nur das 
Verstärkungsbandbreitenprodukt, sondern auch die Anstiegszeit 
interessant werden. Oft angegeben in V/µs. Insbesondere wenn die 
Ausgangspegel größer werden, wirkt sich diese Limitierung aus.
Schließlich kommt dann irgendwann auch noch die 
Treiberleistung/-impedanz des Opamps zum Tragen. Auch die 
Versorgungsentkopplung will an die Betriebsart angepasst sein.

Wenn Du magst poste einfach mal Deinen Schaltplan und Aufbau. 
Hochperformante Filter leben stark vom Layout. Lochraster schlägt 
Breadboard...