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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Bandpass und Phasenverschiebung


Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Hallo,

ich erzeuge mir mit obigem Bandpass 2ter (bzw. 4ter) Ordnung aus einem 
Rechteck ein 1Khz Sinus Messsignal. Muss jedoch festellen dass der 
Phasenwinkel zum Rechtecksignal sehr vom Temperaturkoeffizienten von 
C1/C2 abhängt.

Hab schon ein paar Materialien, die ich vorrätig habe, für C1/C2 
ausprobiert aber bevor ich mich auf die Suche nach geigneten 
Kondensatoren mache sicherheitshalber noch die Frage:

Gibt es Bandpass Schaltungen 2ter & 4ter Ordnung deren Phasengang nicht 
so empfindlich auf die verwendeten Kondensatoren reagieren, oder ist das 
allgemein konstruktionsbedingt?

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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... Anhang kam nicht mit.

Autor: Uli (Gast)
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Wie hoch ist die Guete und was gescheht beim durchfahren der Frequenz 
durch die Resonanz ?

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Wie hoch ist die Guete
Qtheretisch=9.45 (siehe Anhang)

>was gescheht beim durchfahren der Frequenz durch die Resonanz ?

Weiss nicht genau was du damit meinst.

Der 1KHz Rechteck ist fest vorgegeben. Aus ihm wird durch den Bandpass 
ein 1KHz Sinus der aufs Messobjekt gegeben wird. Die Messantwort wird 
wiederum Bandpassgefiltert.

Auf der gesammten Verarbeitungsstrecke sollte durch die Filter möglichst 
keine zusätzlichen (unkontrollierten) Phasenverschiebungen (zum 
Rechteck) auftreten.

Autor: detlef_A (Gast)
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Der Temperaturgang der Bauteile schiebt Dir die Resonanzfrequenz des 
Bandpaß weg. Wenn der eine sehr hohe Güte hat, also sehr schmalbandig 
ist, hast Du an der Resonanzfrequenz nicht nur eine sehr starke 
Änderungs des Betragsfrequenzgangs, sondern auch eine starke Änderung 
der Phase. Kurz: Ja, der Phasengang ist konstruktionsbedingt. Je 
steiler, desto schlimm. Anderen
Bandpaß nehmen, der nicht so steil abfällt.

Ich glaube allerdings, daß die OPs die Phase schieben und nicht die C's. 
Kriegt man gut mit Kältespray raus.

Cheers
Detlef

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Ich glaube allerdings, daß die OPs die Phase schieben und nicht die C's

Experimentell:
für C1/C2 10nF X7R, Finger auf C1 und man hat ein wunderbaren 
Temperaturfühler. Die Phase verschiebt sich dabei um ca. 10°.
Mit z.b. 10nF MKS (??material nicht ganz sicher) verschiebt sichs nur 
noch um ca 1°....

>Bandpaß nehmen, der nicht so steil abfällt.

Dann breuchte ich ja mehr Stufen um auf die gleiche Selektivität zu 
kommen.

Addieren sich dabei die Phasenverscheibungen nicht wieder auf, so dass 
im Endefekt das gleiche rauskommt?

Autor: detlef_A (Gast)
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>>Finger auf C1 und man hat ein wunderbaren Temperaturfühler.
Leg mal den Finger auf den OP !?

>>Dann breuchte ich ja mehr Stufen um auf die gleiche Selektivität zu kommen.

Das 1kHz Rechteck hat die erste ernsthafte Oberwelle bei 3kHz. Den 
Bereich kannst Du doch ausnutzen. Dein design ist schon bei 1.5kHz bei 
-30dB, das ist doch nicht nötig und macht Dir die Phase so empfindlich.

Cheers
Detlef

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Leg mal den Finger auf den OP !?

war gerade dabei ... nüscht, selbst wenn man den Finger gegen den 
Lötkolben austauscht .
Warum sollte auch der OpAmp (TL074) schon bei 1KHz eine Temp. abhängige 
Phasenverschiebung haben?

>Das 1kHz Rechteck hat die erste ernsthafte Oberwelle bei 3kHz. Den
Bereich kannst Du doch ausnutzen.

Da brauche ichs vielleicht noch nicht aber dann gehts aufs Kabel und 
kommt als Stark versautes mV/µV Signal zurück und soll bis zu 80dB 
aufgeblasen werden. Ohne steilen Bandpass kommt man dann leicht in die 
Sättigung.

Ausserdem möchte ich das gleiche Spiel bei 100Khz machen und da hat man 
dann z.B. zu den 70Khz Störungen eines Röhrenmonitors kaum noch 
Abstand...

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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... noch ein bischen Leesefutter für Filteranfänger

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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...

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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... und hier wirds heftiger

Autor: ab-cd (Gast)
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hast du die Kondensatoren bei ALDI gekauft?

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>hast du die Kondensatoren bei ALDI gekauft?

... ach, kriegt man die etwa auch noch wo anders?

Also bei X7R habe ich noch nie etwas anderes erlebt. Gerade die 
bedrahteten 10/100nF X7R bei Reichelt driften wie die Sau (+20% in den 
ersten 2 Minuten an meinem C Messer). Ausser als Stütz-C kaum für was 
anderes zu gebrauchen.

Mir gehts ja bei der Fingerübung ja nicht nur um einen guten Kondensator 
und dann is Ruh, sonder mann möchte ja bei der Gelegenheit etwas 
lernen...



Autor: Uli (Gast)
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Wenn man ein Filter etwas komplizierter als ein RC Tiefpass baut, 
kontrolliert man den Frequenzgang mit einem Sweep. In diesem Fall waere 
es besser gewesen den aufwand in einen Tiefpaas hoeherer Ordung zu 
stecken.

Autor: Thomas S. (Gast)
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X7R ist auch  in erster Linie als Abblock-C vorgesehen. Ist zwar besser 
als Y5U etc. aber eben nicht als Filter Kondensator. Am stabilsten sind 
Glimmer + Styroflexkondensatoren. Auch NP0 geht gut, hat aber 
normalerweise nur kleine Werte <=1nF. Im Zweifelsfall MKP oder wenn gar 
nicht anders geht MKS.

Thomas

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Am stabilsten sind Glimmer + Styroflexkondensatoren

ja sehe auch gerade: STYROFLEX bei Reichelt mit 50ppm/°C gibts bis 10nF, 
(sind aber sehr gross), kann man nicht meckern...

>Wenn man ein Filter etwas komplizierter als ein RC Tiefpass baut,
kontrolliert man den Frequenzgang mit einem Sweep

... so man einen hat.

>In diesem Fall waere es besser gewesen den aufwand in einen Tiefpaas hoeherer 
Ordung zu stecken.

Brauch schon beides (z.B. wegen 50Hz).

Aber heist das, dass wenn ich einen 40dB Hoch- gefolgt von einem 40dB 
Tiefpass (mit Unity Gain, wie oben vorgeschlagen) mit sagen wir ein paar 
Khz Abstand hernehme ich die Phasensensibilität im Durchlassbereich 
nicht mehr habe? Oder haben alle Filtertopologien an der Grenzfrequenz 
das gleiche Phasenverhalten?

(Die Filterei ist noch etwas neu für mich)

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (Gast)
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Was soll denn der Bandpass? Ein Tiefpassfilter wäre doch ausreichend. 
Ein 1kHz Rechteck hat keine Subharmonischen.

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>Was soll denn der Bandpass? Ein Tiefpassfilter wäre doch ausreichend.

Bei einem idealen Rechteck zur Sinuserzeugung sicher nicht, da ich aber 
den Rechteck von einem Port Pin ohne grossartige Vorkonditionierung 
abgreife habe ich dann auch alle Störungen des Digitalteils bis hinein 
in den DC bereich. Daher dachte ich naiver weise, nimm einfach einen 
Bandpass und du erschlägst alles mit einem OpAmp + 5 Bauteilen.

Der eigentliche Grund meines Interesses an Bandpässen ist, wie oben 
schon erwähnt, die Filterung des Messignals nachdem es vom Messobjekt 
zurück kommt (ohne zusätzliche unkontrollierte Phasenverschiebungen).
Und spätestens da reicht dann halt ein Tiefpassfilter nicht mehr.

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