Berechnung von Filterkapazität?

Gertrude Simmermann schrieb:
> Als Widerstand nehme ich einfach R = 100 Ohm.
Wenn deine Quelle es hergibt, ja. Wenn deine Auswerteschaltung hochohmig 
ist, würde ich deutlich höher gehen. Das verkleinert den Kondensator.

> Welche Filterfrequenz nehme ich? 400 Rechtecke pro Sekunde wären 400
> Herz. Kann ich diesen Wert als Grenzfrequenz nehmen, damit alle anderen
> Signale, die höher sind als die 400 Hz sind, gedämpft werden?
Du hast deine Störer grob skizziert. Vielleicht ist das die Frequenz, 
vielleicht ist sie auch (viel) höher oder etwas niedriger.
Mit 400 Hz Grenzfrequenz wird dein Rechteck schon deutlich abgerundet, 
aber auch die Störungen kleiner. Trotzdem sind sie nicht unbedingt weg, 
außer die Störfrequenz ist sehr hoch und verursachen Jitter.
400Hz wären zumindest ein brauchbarer Startpunkt und dann muss man sich 
das eben für die Verhältnisse anschauen.

bei fg=400 kommt noch 2/3 des Signals hinten raus, stark verschliffen. 
Frequenz der Störungen ermitteln. Ist die wesentlich >400, würde ich mit 
fg=800..1200 anfangen.

Wenn die Frequenz nur wenig von 400Hz abweicht, zum Beispiel nie 
außerhalb von 350-450 Hz liegen würde, dann könnte ein Monoflop mit 
einer Zeitdauer von 1,7ms Zeitverzögerung für Low und High helfen 
richtig zu zählen.

Helge schrieb:
> Ist die wesentlich >400, würde ich mit fg=800..1200 anfangen.

Mit einem einstufigen RC-Tiefpass wird der Erfolg so oder so nicht 
besonders hoch sein. Allerdings kennen wir die spektrale Verteilung der 
Störung nicht. So ist jede Aussage vage. Hätte die Störung z.B. eine 
feste Frequenz, wäre ein Notchfilter darauf hilfreicher, bei z.B. weißem 
Rauschen sind auch Frequenzanteile unterhalb der Nutzfrequenz vorhanden.

Ich würde wenigstens drei Stufen nehmen (z.B. 1:10:100 für die Rs und 
1:0.1:0.01 für die Cs). Setzt man die Grenzfrequenz unterhalb der 
Nutzfrequenz an, geht zwar die Amplitude zurück, für einen 
(Frequenz-)Zähler wäre das meist egal, der ist empfindlich genug. Für 
eigene Schaltungen muss man dann ggf. mit einem Komparator regenerieren.
Sind es nur recht hochfrequente Störungen reicht vermutlich die höhere 
fg, aber da Rechteck, mindestens 1200 Hz, so dass die erste relevante 
Harmonische (3*f0) noch im Ausgangssignal vorhanden ist.

Dieter schrieb:
> Wenn die Frequenz nur wenig von 400Hz abweicht, zum Beispiel nie
> außerhalb von 350-450 Hz liegen würde, dann könnte ein Monoflop mit
> einer Zeitdauer von 1,7ms Zeitverzögerung für Low und High helfen
> richtig zu zählen.

Sie variiert von 0Hz bis 400 Hz, je nachdem, wie viel Impulse pro 
Sekunde kommen. Daher passt ein Monoflip leider nicht.

Im Signal ist auch ein "Grundrauschen vorhanden), ich bekomme aber das 
zigfache der tatsächlichen Frequenz angezeigt. Ich kann es mir nur so 
erklären, dass die hohen roten Striche in dem Schaubild (ich hab sie 
extra so extrem hoch gezeichnet), dazu beitragen, dass er 
Frequenzzhähler da auch noch zusätzliche steigende Flanken erkennt. 
Deshalb hab ich sie so extrem gezeichnet (sie sind auch so im 
Oszilloskop erkennbar) und der Digitaleingang des Zählers interpretiert 
diese Zwischenstufen auch als logisch "Null".

HildeK schrieb:
> Wenn deine Quelle es hergibt, ja. Wenn deine Auswerteschaltung hochohmig
> ist, würde ich deutlich höher gehen

100 Ohm war einfach nur ein Beispiel. Ich muss ja einen Wert als 
konstant annehmen, um den anderen ausrechnen zu können.

HildeK schrieb:
> Trotzdem sind sie nicht unbedingt weg, außer die Störfrequenz ist sehr
> hoch

Ich weis nicht genau, wie ich die Störfrequenz ermittle. Zähle ich dazu 
einfach in einem Intervall die zusätzlichen "Impulse" - in dem Beispiel 
von mir wären es z.B. 4-5 zusätzliche Signale - also wäre die 
Störfrequenz das 5fache von 400 Hz?

HildeK schrieb:
> Ich würde wenigstens drei Stufen nehmen (z.B. 1:10:100 für die Rs und
> 1:0.1:0.01 für die Cs)

Was genau meinst Du mit drei Stufen - drei einzelne Tiefpässe in Reihe 
geschaltet?

HildeK schrieb:
> Hätte die Störung z.B. eine
> feste Frequenz, wäre ein Notchfilter darauf hilfreicher

Davon habe ich noch nie gehört, ich werde mir anschauen, was ein 
Notchfilter ist, danke für den Tipp.

HildeK schrieb:
> aber da Rechteck, mindestens 1200 Hz, so dass die erste relevante
> Harmonische (3*f0) noch im Ausgangssignal vorhanden ist.

Das mit der ersten Harmonischen (3*f0) verstehe ich nicht. 3xf0 wäre 
doch die dritte Harmonische ?

Wahrscheinlich kann auch dein Oszilloskop eine Fourier-Transformation 
anzeigen.

Und kannst du auch das ungestörte Signal anschauen? Aus den beiden 
Frequenzspektren kann man viel besser erkennen, ob man da mit Tiefpässen 
und Bandpässen weiterkommt.

Damit wir auch wirklich alle Vorschläge gebracht haben: Du kannst auch 
ein Neuronales Netz trainieren, was dir zu deinem verrauschten Signal 
das wahrscheinlichste original Signal liefert.

Gertrude Simmermann schrieb:
> Gegeben ist ein Rechtecksignal. Es kommen maximal 400 Rechtecke in der
> Sekunde.

Wie breit sind die Rechtecke? Ist das immer dieselbe Pulsbreite? Oder 
verbreitern sich die Pulse wenn die Zwischenräume länger werden? 400 Hz 
bedeutet 2.5ms pro Welle, das ist also die maximale Pulsbreite. Oder ist 
sie nur 1.25ms oder weniger und immer (etwa) konstant? Also so etwas wie 
bei einem Geigerzähler?

Gertrude Simmermann schrieb:
> Was genau meinst Du mit drei Stufen - drei einzelne Tiefpässe in Reihe
> geschaltet?

Ja.
Widerstände dann (Beispiel) 100Ω, 1k, 10k (oder auch nur Faktor 5) und 
die passenden Kondensatoren nach der Formel.

Gertrude Simmermann schrieb:
> HildeK schrieb:
>> aber da Rechteck, mindestens 1200 Hz, so dass die erste relevante
>> Harmonische (3*f0) noch im Ausgangssignal vorhanden ist.
>
> Das mit der ersten Harmonischen (3*f0) verstehe ich nicht. 3xf0 wäre
> doch die dritte Harmonische ?

Ja, es ist die dritte - ich meinte einfach, die erste relevante 
Oberwelle, die auftritt. Beim symmetrischen Rechteck ist die zweite ja 
Null. Zugegeben, unsauber ausgedrückt.

Ein Screenshot von einem Oszibildschirm wäre vielleicht hilfreich.

Wie auch immer, Gerhard K.; ich würde einfach gerne mal die Störung 
sehen. Noch besser wäre ein Bild von einem Spektrumanalyser.