01.02.2017, 21:40
Hallo Andreas,
ich ziehe immer einfachere Schaltungen vor, weil dann weniger Fehlermöglichkeiten lauern. Die Vor- und Nachteile passiver Filter und aktiver Filter und ihre Berwertung muß jeder für sich entscheiden. Das Hauptargument für aktive ist immer das Entfallen der Spulen. Dafür handelt man sich bei kleinen Signalen aber uU wieder neue Probleme durch die rauschenden Widerstände und Halbleiter und die Offsetspannungen der OPs ein. Letztere kann man natürlich durch "Preis"geld verringern.
Fertige Spulen, insbesondere die sogenannten Mikro-Induktivitâten haben keine hohen Güten. Bei Spulen im mH-Bereich wird sehr dünner Draht verwendet, der dann zu Serienwiderstânden von einigen hundert Ohm führen kann. Hinzu kommen noch die Verluste im Ferritkern. Gute Spulen sind groß und müssen idR selbst gewickelt werden. Wenn man Glück hat, bekommt man trotzdem mit den Mikro- Induktivitäten etwas hin, was Ähnlichkeit mit dem beabsichtigten Filter hat. Dann muß man je nach den eigenen Ansprüchen an die Filterperformance noch nacharbeiten durch zB Variation der Kondensatorwerte.
Zum Treffen der benötigten Ls ist noch zu sagen, bei diesen Designs, die nicht die höchste Performance aus dem formalen Ansatz rausholen, besteht meist noch die Möglichkeit, die Induktivitâten auf Standardwerte zu ziehen und dafür die Cs zu "krummeren" Werten laufen zu lassen. Auch die Variation von Quell- und Lastwiderstand kann man dazu ausnutzen. Man kann ja den Quellwiderstand immer durch einen Serienwiderstand erhöhen, den Lastwiderstand, wenn er im Design unendlich angenommen war, allerdings nur durch einen Shunt verringern. Insofern ist ein Design für einen endlichen Lastwiderstand taktisch klüger. Dann kann man eventuell die Spulenverluste durch verringern des Lastleitwerts kompensieren.
Die Induktivitäten haben natürlich aufgrund des Ferritkerns auch eine Temperaturabhängigkeit.
Die Auswirkungen im Bereich der Grenzfrequenz und höher lassen sich verringern, indem man die möglichst hoch gegenüber den Nutzsignalen auslegt, ohne daß es einen durch die dann nötige Filterordnung wieder von anderer Seite schmerzt.
Die E2 in LTSpice sind ideale Spannungsverstärker. Der reale OP mit seinem 1/f Frequenzgang und -90° Phasendrehung bewirkt eine Veränderung im Filterverlauf, die um so grösser ist, je näher man mit der Filtergrenzfrequenz und dem Stopband an das Ende der Nutzbandbreite des OPs kommt. Das muß man bei hohen Prazisionsansprüchen dann auch durch Variation der Widerstände und Cs gegenüber dem Entwurf mit idealen Buffern kompensieren.
Man macht alles irgendwann zum ersten mal. Da das ganze Projekt wohl Hobby und Freizeitbeschäftigung ist, schadet es doch nicht, wenn die neu zu erwerbenden Fähigkeiten über Programmieren und Soundkarte anklemmen hinausgehen. Man sagt doch "Physiker können im Prinzip alles, machen es nur. beim ersten Mal noch nicht so gut wie der Dipl.Ing aus Braunschweig oder der Elektromeister früher im Radio&Fernseher-Fachgeschäft". Ubung macht dann den Meister.
PS. An den Aktiv-Filtern stört mich am meisten, daß dann schon wieder eine geeignete Stromversorgung her muß . ( wenn sie sich nicht im Tonbandgerät finden läßt)
MfG Kai
ich ziehe immer einfachere Schaltungen vor, weil dann weniger Fehlermöglichkeiten lauern. Die Vor- und Nachteile passiver Filter und aktiver Filter und ihre Berwertung muß jeder für sich entscheiden. Das Hauptargument für aktive ist immer das Entfallen der Spulen. Dafür handelt man sich bei kleinen Signalen aber uU wieder neue Probleme durch die rauschenden Widerstände und Halbleiter und die Offsetspannungen der OPs ein. Letztere kann man natürlich durch "Preis"geld verringern.
Fertige Spulen, insbesondere die sogenannten Mikro-Induktivitâten haben keine hohen Güten. Bei Spulen im mH-Bereich wird sehr dünner Draht verwendet, der dann zu Serienwiderstânden von einigen hundert Ohm führen kann. Hinzu kommen noch die Verluste im Ferritkern. Gute Spulen sind groß und müssen idR selbst gewickelt werden. Wenn man Glück hat, bekommt man trotzdem mit den Mikro- Induktivitäten etwas hin, was Ähnlichkeit mit dem beabsichtigten Filter hat. Dann muß man je nach den eigenen Ansprüchen an die Filterperformance noch nacharbeiten durch zB Variation der Kondensatorwerte.
Zum Treffen der benötigten Ls ist noch zu sagen, bei diesen Designs, die nicht die höchste Performance aus dem formalen Ansatz rausholen, besteht meist noch die Möglichkeit, die Induktivitâten auf Standardwerte zu ziehen und dafür die Cs zu "krummeren" Werten laufen zu lassen. Auch die Variation von Quell- und Lastwiderstand kann man dazu ausnutzen. Man kann ja den Quellwiderstand immer durch einen Serienwiderstand erhöhen, den Lastwiderstand, wenn er im Design unendlich angenommen war, allerdings nur durch einen Shunt verringern. Insofern ist ein Design für einen endlichen Lastwiderstand taktisch klüger. Dann kann man eventuell die Spulenverluste durch verringern des Lastleitwerts kompensieren.
Die Induktivitäten haben natürlich aufgrund des Ferritkerns auch eine Temperaturabhängigkeit.
Die Auswirkungen im Bereich der Grenzfrequenz und höher lassen sich verringern, indem man die möglichst hoch gegenüber den Nutzsignalen auslegt, ohne daß es einen durch die dann nötige Filterordnung wieder von anderer Seite schmerzt.
Die E2 in LTSpice sind ideale Spannungsverstärker. Der reale OP mit seinem 1/f Frequenzgang und -90° Phasendrehung bewirkt eine Veränderung im Filterverlauf, die um so grösser ist, je näher man mit der Filtergrenzfrequenz und dem Stopband an das Ende der Nutzbandbreite des OPs kommt. Das muß man bei hohen Prazisionsansprüchen dann auch durch Variation der Widerstände und Cs gegenüber dem Entwurf mit idealen Buffern kompensieren.
Man macht alles irgendwann zum ersten mal. Da das ganze Projekt wohl Hobby und Freizeitbeschäftigung ist, schadet es doch nicht, wenn die neu zu erwerbenden Fähigkeiten über Programmieren und Soundkarte anklemmen hinausgehen. Man sagt doch "Physiker können im Prinzip alles, machen es nur. beim ersten Mal noch nicht so gut wie der Dipl.Ing aus Braunschweig oder der Elektromeister früher im Radio&Fernseher-Fachgeschäft". Ubung macht dann den Meister.
PS. An den Aktiv-Filtern stört mich am meisten, daß dann schon wieder eine geeignete Stromversorgung her muß . ( wenn sie sich nicht im Tonbandgerät finden läßt)
MfG Kai