Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Einfacher regelbarer Audio Tiefpass Filter


von Alex R. (ritter)


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Hallo,
Gibt es eine Möglichkeit mit wenigen Bauteilen einen regelbaren TiefPass 
Filter zu bauen? also das man z.B. mit nem Poti die Frequenz ändern kann 
?
Ich würde gerne in einer kleinen Verstärkerschaltung nach der Vorstufe 
die Höhen dämpfen.

grüsse
joachim

: Bearbeitet durch User
von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Kuckst du https://de.wikipedia.org/wiki/Tiefpass#Tiefpass_1._Ordnung und 
baust das mit einem Poti statt einem Festwiderstand nach.

Die Impedanz der Quelle (VV) und des folgenden Eingangs muss 
berücksichtigt werden.

von Thomas B. (thombde)


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von Axel S. (a-za-z0-9)


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Alex R. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit mit wenigen Bauteilen einen regelbaren TiefPass
> Filter zu bauen? also das man z.B. mit nem Poti die Frequenz ändern kann

> Ich würde gerne in einer kleinen Verstärkerschaltung nach der Vorstufe
> die Höhen dämpfen.

Ein Tiefpaß erster Ordnung besteht (im wesentlichen) aus einem 
Widerstand und einem Kondensator. Da könntest du dann ein einfaches Poti 
verbauen. Allerdings ist ein TP 1. Ordnung nicht sonderlich steil mit 
6dB Dämpfung pro Oktave. Ein TP 2. Ordnung hat 2 Widerstände, da ginge 
dann ein Stereopotentiometer (für ein Mono(!) Signal). Falls dein 
Audio-Signal aber schon Stereo ist, dann wird das mit veränderbaren 
Widerständen eher nix. Potis mit 4 oder mehr Bahnen gibt es zwar, aber 
das sind (teure) Spezialanfertigungen.

Eine andere Schaltungsvariante wäre die Verwendung von OTA a'la LM13700. 
Die werden von den Analog-Synthesizer Leuten gerne verwendet. Bei denen 
findest du auch Filterschaltungen. Gesteuert wird der OTA mit einem 
Strom, den wiederum ein Poti liefern kann.

Speziell für niedrige Frequenzen, z.B. als Filter für einen Tiefbaßkanal 
bieten sich SC-Filter an. Ich habe dafür mal einen MAX292 verwendet. Die 
Frequenzeinstellung geschieht hier über die Vorgabe einer Taktfrequenz 
(beim MAX292 das 100-fache der gewünschten Grenzfrequenz).

von HildeK (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Am einfachsten wäre so etwas

Ja, dachte ich auch zuerst, er will aber die Grenzfrequenz verändern. 
Wichtig wäre aber beides, v und f.

Dazu gibt es auch Schaltungen von sog. (semi-)parametrischen Equalizern. 
Dazu sollte man Vorschläge auch in Analog im Netz finden, den man ggf. 
auf nur die Frequenzverstellung anpassen kann.

von HildeK (Gast)


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von Alex R. (ritter)


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viele dank für die antworten,
ich würd mal die version mit den 6db/oct probiern wolln, da braucht man 
nur ein Poti und einen Kondensator ? Wie muss ich den dimensionieren und 
welches Poti?
grüsse
joachim

von TdbT (Gast)


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Axel S. schrieb:
> TP 2. Ordnung hat 2 Widerstände, da ginge dann
> ein Stereopotentiometer (für ein Mono(!) Signal).
> Falls dein Audio-Signal aber schon Stereo ist,

Hast Du Mono, oder Stereo? Und: Willst Du evtl. aus
Stereo ein frequenzvariabel abtrennbares Mono-Signal
für einen Subwoofer generieren (aus Stereo mach 2.1)?

Solche (und eventuelle weitere) Zusatz-Informationen
können die Sachlage entscheidend beeinflussen. Man
kann kaum zu viele Infos liefern, zu wenige jedoch
ganz leicht...

Alex R. schrieb:
> ich würd mal... da braucht man...
> Wie muss ich...

Das sind Fragen, die entweder besser, oder vielleicht
sogar überhaupt erst, nach Bereitstellung sämtlicher
denkbarer Infos (Schaltung sowie Leistungsdaten der
Quelle(n) und dessen, wo das Signal/die Signale hin
sollen...) zu beantworten sind.


Also, es gibt viel zu tun - pack es an.

von TdbT (Gast)


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Zwischenanmerkung: Meist wird man übrigens zum
Tiefpaß auch noch einen Subsonic-Filter (also
einen tief angesetzten Hochpaß) benötigen, falls
es um einen Subwoofer geht.

von HildeK (Gast)


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Alex R. schrieb:
> Wie muss ich den dimensionieren

Du hast nicht gesagt, ab welcher Frequenz du dämpfen willst. Also rechne 
selber:

Die Grenzfrequenz ist fg=1/(2*π*R*C). Lege deine tiefste einstellbare 
Frequenz fest, dann einen Kondensator. Fang mal mit 10nF ... 100nF an.
Bestimme den R bei der gewünschten Frequenz. Er sollte irgendwo zwischen 
ein paar hundert Ohm und wenigen 10kΩ liegen.
Je kleiner der R wird, desto höher wird die Grenzfrequenz, d.h. der 
Potiwert bestimmt die untere einstellbare Frequenz.

von Dieter (Gast)


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Alex R. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit mit wenigen Bauteilen einen regelbaren TiefPass
> Filter zu bauen? also das man z.B. mit nem Poti die Frequenz ändern kann?

Das geht mit einem OTA.
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/otalim.htm

Im Datenblatt zum LM13700 sind viele Schaltungsbeispiele und darunter 
auch die einstellbaren Filter. Wünsche eine interessante Schmökerzeit in 
dem vielen Datenblättern.

von Thomas S. (thom45)


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Hallo Axel,

Axel S. schrieb:
> Speziell für niedrige Frequenzen, z.B. als Filter für einen Tiefbaßkanal
> bieten sich SC-Filter an. Ich habe dafür mal einen MAX292 verwendet. Die
> Frequenzeinstellung geschieht hier über die Vorgabe einer Taktfrequenz
> (beim MAX292 das 100-fache der gewünschten Grenzfrequenz).

Es war im Jahre 1991, als die TV-Geräte Lautsprecher mit mieser 
Passwiedergabe beinhalteten. In der Zwischenzeit hat sich dies etwas 
verbessert. Allerdings noch immer so wenig, dass ich mittels 
SC-Tiefpassfilter MF10 ein einstellbares Bessel-Tiefpassfilter 4. 
Ordnung realisierte. Abstimmbar mit einem Taktoszillator von 40 kHz bis 
100 kHz, entsprechend der SC-Filter-Grenzfrequenz von 200 bis 500 Hz. 
Die Schaltung benutze ich noch heute.

Hierfür erzeugte ich aus dem Stereo- ein Monosignal, weil die 
Stereowiedergabe von Bässen nichts bringt.

Auf diese Schaltung folgt eine Leistungsendstufe mit dem LM12. Ich 
weiss, das ist mit Kanonen auf Spatzen geschossen. :-)

Will ich eine akzeptable TV-Basswidergabe, schalte ich mit einem 
Kippschalter, den einen Lautsprecher der Stereoanlage zum LM12-Ausgang.

Das macht Sinn, weil wenn ich TV gucke, höre ich nicht gleichzeitig 
Inhalte von der Stereoanlage.

Soviel etwas praktische SC-Filter-Geschichte aus vergangenen Tagen vor 
fast 30 Jahren. Und die Schaltung läuft und läuft und läuft noch immer. 
:-)

Viele Grüsse und einen
guten Rutsch ins 2020
wünscht allen
              Thomas

von Alex R. (ritter)


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TdbT schrieb:
> Hast Du Mono, oder Stereo? Und: Willst Du evtl. aus
> Stereo ein frequenzvariabel abtrennbares Mono-Signal
> für einen Subwoofer generieren (aus Stereo mach 2.1)?

sorry, hätte wohl mehr daten angeben müsse. ich habe einen kleinen 
verstärker gebastelt, an den ich eine gitarre anschliesse und dann per 
kopfhörer spielen möchte. das ganze ist mono. die gitarre hat nen piezo 
tonabnehmer und der produziert sehr scharfe höhen, diese höhen möchte 
ich runterdrehen. ausserdem ist es für die ohren angenehmer wenn man mit 
etwas weniger höhen auf dauer mit den kopfhörern übt. cool wärs jetzt, 
solange ich noch gar nicht weiss ab welcher frequenz ich dann 
letztendlich filtern will, wenn ich mit nem poti das alles mal 
ausprobieren könnte.

HildeK schrieb:
> Die Grenzfrequenz ist fg=1/(2*π*R*C). Lege deine tiefste einstellbare
> Frequenz fest, dann einen Kondensator. Fang mal mit 10nF ... 100nF an.
> Bestimme den R bei der gewünschten Frequenz. Er sollte irgendwo zwischen
> ein paar hundert Ohm und wenigen 10kΩ liegen.
> Je kleiner der R wird, desto höher wird die Grenzfrequenz, d.h. der
> Potiwert bestimmt die untere einstellbare Frequenz.

das klingt gut. ich habe mal einen ausschnitt vom schaltplan meines 
kleinen mixers angehängt, an welcher stelle wäre es am besten das 
dämpfungspoti/kondensator einzufügen ? und mit den vorhandenen 
gegebenheiten, muss ich da was spezielles zu deiner formel beachten ? 
ich denk von 5kHz bis 20kHz sollte man wenn möglich regeln können.

( links im bild sind 2 mono kanäle und aus den OPAs gehts in die volume 
potis in die "mixer stufe". dort gehts dann weiter zum 
kopfhörerverstärker)

grüsse
joachim

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Alex R. schrieb:
> ich denk von 5kHz bis 20kHz sollte man wenn möglich regeln können.

Eher 1-10kHz.
Und welchen Anhang wolltest du posten?
Aber wenn du schon einen Mixer hast: der hat doch auch einen 
Klangregler. Dreh dort einfach die Höhen weg und fertig.

von Alex R. (ritter)


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HildeK schrieb:
> Eher 1-10kHz.
> Und welchen Anhang wolltest du posten?
> Aber wenn du schon einen Mixer hast: der hat doch auch einen
> Klangregler. Dreh dort einfach die Höhen weg und fertig.

hab den anhang nachträglich drangehängt, hatte ihn erst vergessen :-).

der "mixer" ist kein richtiger mixer mit allem drum und dran, ist nur 
vorverstärker und kopfhörer verstärker, mehr nicht ...

von autor (Gast)


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Mach doch versuchsweise einfach erstmal MPC3 größer.
Ansonsten ist für stellbaren Frequenzgang das Valvo-Kuhschwanz-Dingens 
aus der zweiten Antwort ein sehr brauchbares Konstrukt.

von Duftbaum (Gast)


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Alex R. schrieb:
> der "mixer" ist kein richtiger mixer mit allem drum und dran, ist nur
> vorverstärker und kopfhörer verstärker, mehr nicht ...

Wie sieht es denn mit der Impedanz aus? Wenn es diesbezüglich nicht 
stimmt, können Piezo-Tonabnehmer nämlich recht hässlich (dünn) klingen. 
Das solltest vor irgendwelchen EQ-Experimenten mal prüfen.

von Alex R. (ritter)


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autor schrieb:
> Mach doch versuchsweise einfach erstmal MPC3 größer.
> Ansonsten ist für stellbaren Frequenzgang das Valvo-Kuhschwanz-Dingens
> aus der zweiten Antwort ein sehr brauchbares Konstrukt.

gute idee, gäbe es eig. einen "dreh kondensator" den man dort einsetzten 
könnte, das wär am einfachsten?

Duftbaum schrieb:
> Wie sieht es denn mit der Impedanz aus? Wenn es diesbezüglich nicht
> stimmt, können Piezo-Tonabnehmer nämlich recht hässlich (dünn) klingen.
> Das solltest vor irgendwelchen EQ-Experimenten mal prüfen.

ja das muss man beachten, die gitarre braucht einen hochohmigen eingang 
und der ist vorhanden. aber der tiefpass soll ja nach den OPAs irgendwo 
dazwischen.

grüsse
joachim

von Audiomann (Gast)


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Soso, Alex Ritter unterschreibt also mit "Joachim". Und hat nach 2 Tagen 
Registrierung schon 30 Beiträge.

von Michael M. (do7tla)


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Wie haben die das bei den Aktiven Subwoofer gelöst?
Die haben auch nur ein Monopoti wo die Frequenz eingestellt wird.

von Alex R. (ritter)


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hab jetzt mit den vorgeschlagenen bauteilen einen tiefpass gebastelt und 
ausprobiert, hab jetzt eine geeignete filterung hingekriegt, vielen dank 
für die tipps! :-)

grüsse
joachim

: Bearbeitet durch User
von Olaf (Gast)


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> Eine andere Schaltungsvariante wäre die Verwendung von OTA a'la LM13700.

Grundsaetzlich geht das und habe ich selber auch schon gemacht.
Ich hab allerdings so meine Zweifel ob man damit das hinbekommt
was man heute bei Audio erwartet. Also >90dB Dynamik.

Olaf

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Audiomann schrieb:
> Soso, Alex Ritter unterschreibt also mit "Joachim". Und hat nach 2
> Tagen Registrierung schon 30 Beiträge.

Joachim Alex Ritter wird ohne Bindestrich geschrieben und kann seinen 
Namen dadurch trennen.
Das mit den 30 Beiträgen kann schon sein, weil er noch einen anderen 
Thread am Laufen hat (Problem mit Kopfhörerverstärker), den ich übrigens 
auch spannend finde.

von Pet (Gast)


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Probier Mal, gleich am Eingang, also parallel zum Tonabnehmer ein 
RC-Glied. Den Widerstand als Poti,
10k  oder 47 k, den Kondensator 1nF, 3,3nF oder
4,7nF. Mußt Du etwas Experimentieren mit den Werten der Bauteile.
Viel Erfolg.

von Ach Du grüne Neune (Gast)


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Du kannst auch die beiden 47k Widerstände AHH und BHH auf 4k7 
verkleinern und dann in Reihe zu dem 2,2uF Kondensator C_AMP_IN ein 47k 
Poti legen, mit dem Schleifer an GND und in die Schleiferleitung noch 
einen 3,3nF Kondensator einbauen.
Dann kannst du die Grenzfrequenz stufenlos von 1kHz bis 10kHz 
verschieben, ohne dass sich die Lautstärke nennenswert ändert.

von m.n. (Gast)


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Axel S. schrieb:
> Eine andere Schaltungsvariante wäre die Verwendung von OTA a'la LM13700.
> Die werden von den Analog-Synthesizer Leuten gerne verwendet.

Beim minimoog ging es noch viel einfacher: 
https://www.yusynth.net/Modular/Commun/MOOGVCF/Moogfilter-sch.jpg
Im Kern braucht man nur die "Leiter" mit (unselektierten) Transistoren 
und 4 x 47 nF. Stromquelle und Gleichtaktunterdrückung sind bei der 
geplanten Anwendung unkritisch. Das Rauschen dürfte kleiner sein als mit 
OTAs.

von HildeK (Gast)


Angehängte Dateien:

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Alex R. schrieb:
> die gitarre hat nen piezo
> tonabnehmer und der produziert sehr scharfe höhen, diese höhen möchte
> ich runterdrehen.

Ich muss deinen Abnehmer im Zusammenhang mit deinem Problem noch 
kommentieren.
Ein Piezo wirkt wie eine Spannungs- oder Stromquelle mit Serien-C im 
nF-Bereich. Jeder Verstärker mit einem zu geringen Eingangswiderstand - 
und 1Meg ist schon als gering anzusehen - wirkt wie ein Hochpass und das 
hört sich dann schon so an, wie du es beschrieben hast. Vielleicht ist 
nur das dein Problem? Du brauchst einen einigermaßen linearen 
Frquenzgang, hast aber ein Verhalten ähnlich einer ohne Entzerrung 
wiedergegebenen Schallplatte ...

Denn dann benötigst du eine geeignete Impedanzanpassung für die 
Piezo-Abnahme. Ich hab mal für einen Bekannten eine Schaltung gebaut, 
der an einem Kontrabass mit einer gewöhnlichen Piezoscheibe eine 
einigermaßen brauchbare Abnahme erlaubt (ob es exakt die dargestellt war 
- weiß ich nicht mehr :-), vom Prinzip aber schon). Die Schaltung hat 
durch den Teiler C5/C6 etwa 10dB Dämpfung, Piezos bringen aber relativ 
hohe Pegel. Jedenfalls hat man einen niederohmigen Ausgang und kann da 
an einen Mikrofoneingang oder sogar Lineeingang gehen mit recht ebenem 
Frequenzgang von wenigen Hertz bis über den Audiohörbereich hinaus. Der 
Bekannt war mit dem Ergebnis sehr zufrieden :-).
Bei der Schaltung ging es hauptsächlich um eine möglichst tiefe 
Grenzfrequenz, weil ein Kontrabass abgenommen werden sollte, welche du 
vermutlich nicht benötigst.

Zum Schaltbild im Anhang: V2 und C5 sollen den Piezo-Abnehmer 
darstellen.

von Wolfgang (Gast)


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Alex R. schrieb:
> Gibt es eine Möglichkeit mit wenigen Bauteilen einen regelbaren TiefPass
> Filter zu bauen? also das man z.B. mit nem Poti die Frequenz ändern kann
> ?

Ändere einfach die Taktfrequenz von einem MF10
https://www.ti.com/product/MF10-N

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