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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LC Filter Modul


Autor: Nides (Gast)
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Hallo!

Ich bin auf der Suche nach qualitativ hochwertigen analogen 
Tiefpass-Filtern höherer Ordnung für symmetrische Signale.

Frequenzgang im idealfall:
bis 10 MHz extrem flach, ( < 0,01dB)
bis 50 MHz flach
500MHz -80dB (0-Stelle bei 500MHz?)

Falls jemand zufällig schon mal sowas verbaut hat und damit Erfahrungen 
hat würd ich mich über jeden Hinweis freuen.

Für unsymmetrische fand ich z.B.
http://www.coilcraft.com/lcfilt.cfm
(als Anhaltspunkt)

Besten Dank,

Nides


PS: Zusammenschalten von 2 unsymmetrischen ist Aufgrund von Toleranzen 
wahrscheinlich nicht möglich. Selberbauen und ausmessen möchte ich wegen 
des Aufwandes vermeiden. SMD oder TH egal.

Autor: Martin Laabs (mla)
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Ich würde sagen - gibts nicht. Selbst ein kundenspezifisch gefertigter 
SAW-Filter wird da nix weil der nicht bis DC arbeitet.
Versuch es mit einem anderen Konzept. Digitalisieren, digital filtern 
und einen entsprechend guten Antialiasingfilter.
Ob das geht hängt natürlich von der Bandbreite der Nutzsignale ab ...

Autor: Nides (Gast)
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.....und einen entsprechend guten Antialiasingfilter.

Genau den such ich ja ;-)

Nides

Autor: Helmut Lenzen (helmi1)
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>Versuch es mit einem anderen Konzept. Digitalisieren, digital filtern
>und einen entsprechend guten Antialiasingfilter.
>Ob das geht hängt natürlich von der Bandbreite der Nutzsignale ab ...

Ob da ein 500MHz ADC einfacher ist ???

Ein bisschen in Netzwerk Theorie einarbeiten und ein Butterworth 
LC-Filter dimensionieren.

Gruss Helmi

Autor: Martin Laabs (mla)
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Wenn das ein AA-Filter werden soll dann verstehe ich die Anforderungen 
an die Genauigkeit nicht. Bei 0.01dB muss man ja so oder so kalibrieren. 
Und ob man das nun "analog" oder nachher digital macht ist fast egal.
Und schau Dir nur mal die Temperaturkoeffizienten von Kondensatoren und 
Spulen an.
Und dann sind die Spulen/Kondensatoren die bei 10MHz eine zu 
berücksichtigende Impedanz haben bei 500MHz alles andere als Spulen und 
Kondensatoren sondern irgendwas mit undefinierter Impedanz.

Schreib mal lieber was Du genau machen willst - ich glaube Dein Ansatz 
ist so nicht realisierbar.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Nides (Gast)
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Es ist immer schwer, ein Problem so zu beschreiben dass
1. die Beschreibung kurz ist
2. es nicht zu Fehlinterpretationen kommt.

Die gesamte Aufgabenstellung hier reinzutippen würde wohl weder zum 
Verständnis noch zur Lösung beitragen. Vor allem würde das die Länge des 
Startartikels derart beeinflussen, dass ihn keiner mehr liest.
Daher hab ich versucht (so wie es wohl immer gemacht wird) das konkrete 
Teilproblem von der Gesamtaufgabe zu isolieren.
Und von einer undefinierten Aufgabenstellung im Stil "ich hab einen ADC 
und muss was filtern, wie geht das?" bin ich -- meines Erachtens -- weit 
entfernt.
Umso bemerkenswerter finde ich es, dass man ob dieser wenigen Angaben 
schon Schlüsse über die Realisierbarkeit meines Ansatzes ziehen kann.


Natürlich bin ich gewillt etwas über die Aufgabenstellung zu schreiben:

Ich hab 2 phasenstarr gekoppelte symmetrische Signale.
Eines hat eine Frequenz f1 <= 10MHz, das zweite f2 = n*f1 mit n=1..5.
Beide Signale werden von je einem DAC mit 500MSPS ausgegeben.
Das Oversampling von mindestens Faktor 10 dient der Vereinfachung des 
AA-Filters (bzw. Anti Imaging Filter um genau zu sein) um das es hier 
geht.
Signal f1 dient als Spannungsvorgabe für eine Impedanzmessung und soll 
daher in seiner Amplitude so präzise wie nur möglich bleiben.
(Daher der Anhaltspunkt mit den 0,01dB.)
Das Signal f2 dient als Phasenreferenz für eine nachfolgende Einheit, 
seine Amplitude ist daher nicht von Bedeutung. Damit bei n>1 die 
Phasenfehler zwischen den Filtern nicht zu stark anwachsen die Forderung 
dass das Filter bei bis 50MHz einen flachen Amplitudengang aufweist. 
Sollte eine (digitale) Korrektur des Phasenganges bis 50MHz nicht mit 
ausreichender Genauigkeit (dzt. noch unbekannt) möglich sein so 
gewährleistet diese Forderung zumindest bei niedrigen n einen kleineren 
Phasenfehler.
Die ideale Dämpfung bei 500MHz (und das impliziert auch 490MHz) ergibt 
sich aus der darauffolgenden Digitalisierung des Stromsignals der zu 
bestimmenden Impedanz.

Natürlich ist es möglich, das Filter diskret aufzubauen, jedoch bedeutet 
das einen großen Aufwand um alle für die Dimensioniereung der restlichen 
Schaltung erforderlichen Parameter zu bestimmen.
Zu einem fertigen Filter gibts ein Datenblatt, das die für die 
Dimensionierung nötigen Informationen enthält.


Sollte die Ausführung unklar, unvollständig oder fehlerhaft sein freue 
ich mich natürlich auf Hinweise bzw. Diskussionen, auch wenn ich 
eigentlich nur wissen wollte, ob jemand einen Hersteller von 
symmetrischen Filtern kennt......

Aber vielleicht gibts ja keine, weil die Ansätze der Anwendungen nicht 
realisierbar sind?


Nides

Autor: Martin Laabs (mla)
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Ich würde - bevor ich den Krampf mit den Filtern versuche - das 10MHz 
Ausgangssignal in seiner Amplitude messen. Richtkoppler oder 
Leistungsteiler mit Gleichrichter oder einem wie auch immer gearteten 
Leistungsmesser fällt mir so spontant ein.
Was ich nicht verstehe - warum könnt ihr die nicht konstante 
Gruppenlaufzeit von einem Filter in Kauf nehmen - die Phase in dieser 
Größenordnung aber nicht vorher schon verschieben? (Erst recht bei so 
einer hohen Überabtastung.) Das wird doch nur durch durch den 
Quantisierungsfehler des DAC und der Frequenzgeauigkeit/Phasenrauschen 
der Referenz beschränkt. Rechne das mal aus - ich würde mich sehr 
wundern wenn das nicht geht.

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Nides (Gast)
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Zunächst ist die Gruppenlaufzeit eines solchen Filters leider eben nicht 
konstant, egal wie es gebaut ist.
Die Laufzeit bereitet aber ohnehin keine Probleme, da ich ja auf beide 
Kanäle das gleiche Filter anwende.
Und da das Filter grundsätzlich nötig ist, ist es doch nur logisch ein 
möglichst gutes Filter zu verwenden.
Wenn nötig kann man dann noch manches digital korrigieren, aber warum 
sollte man ein schlechteres Filter nehmen?
Die digitale Korrektur wird niemals besser als ein richtig gefiltertes 
Signal.
Vor allem weil man mit der Korrektur immer nur jene Fehler ausrechnen 
kann, die man vorher modelliert hat.
Und Bauteildrifts zu modellieren möchte ich mir nicht antun.....;-)


Und bevor ich mir den Krampf mit dem Messen der Amplitude antue, nehm 
ich lieber ein ordentliches Filter. Das halbiert zunächst mal den 
Rechenaufwand und ist mit Sicherheit genauer! (Vor allem weil das Messen 
der Amlitude erst recht ein Filter voraussetzt!!!!!)

Autor: Martin Laabs (mla)
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Ich schrieb doch nirgends, dass ein analoger Filter eine konstante 
Gruppenlaufzeit hätte. ("... warum könnt ihr die nicht konstante
Gruppenlaufzeit von einem Filter in Kauf nehmen - die Phase in dieser
Größenordnung aber nicht ...")

Und zum Messen der Amplitude braucht man kein Filter im eigentlichen 
Sinne. Denn man weiß ja, dass der Filter linear arbeitet und man von 
daher ein Sinus am Ausgang erwarten kann wenn man ihn vorher mit eben 
diesen gefüttert hat. Man braucht dann nur noch den Spitzenwert.

Aber gut - es steht Dir frei einen von Dir gewünschten Filter zu bauen 
oder irgendwo in Auftrag zu geben. Einzig ich glaube es geht nicht oder 
wird richtig teuer. (Laser-)Abgleich, vielleicht auch 
Dichschichttechnik, ein Haufen Präzisionskondensatoren und -spulen...

Viele Grüße,
 Martin L.

Autor: Nides (Gast)
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Sorry!
"nicht die" v. "die nicht".
Falsch verstanden.
Aber wie schon geschrieben liegt das Problem nicht in der Laufzeit oder 
der Phasenverschiebung.


"Und zum Messen der Amplitude braucht man kein Filter im eigentlichen
Sinne."
Wenn ich dich richtig verstehe, dann diskutieren wir jetzt die 
Sinnhaftigkeit des Abtasttheorems?!


Ich muss jedoch gestehen mir ist absolut nicht klar was du meinst.

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