aktive Filter

[GSD 0]

Hallo zusammen,

 

hat jemand schon mal den MF5 (http://www.national.com/pf/MF/MF5.html) von National eingesetzt ? Sieht eigentlich ganz interessant aus.

Bzw. kann mir jemand erklären, wie ich einen regelbaren(!!) LR-Filter 4ter Ordnung aus Salley-Key-Filtern aufbaue ? Ein nicht regelbarer LR aus Sallen-Key ist ja kein Problem, soll der aber regelbar sein, dann müssen 4(!!) Widerstände gleichzeitig geändert werden (Low-Pass), damit die Güte konstant bleibt. Geht also nicht mehr mit Stereo-Poti.

 

Ist mir noch zu helfen ? Ähhhh Quatsch, kann mir evtl. jemand einen Tip geben ?

 

Gruß

 

GSD

 

[Bernhard 0]

Hallo GSD,

 

eine einfache Lösung, die am besten mit nur einem Poti auskommt, kenne ich nicht; eine gewisse Vereinfachung sind Filter, bei denen Verstärkung, Güte und Frequenz getrennt einstellbar sind; in Tietze, Schenk: Halbleiterschaltunkstechnik, Springer Verlag, ist ein solches Filter beschrieben; allerdings benötigt man ein Stereo-Poti um die Frequenz eines Filter 2.Ordnung einzustellen; bei einem TP-Filter bräuchte man also auch 4 Potis, aber gegenüber den üblichen aktiven Filtern hat man wenigstens den Vorteil, daß die Widerstandswerte jeweils den gleichen Wert aufweisen müssen; wenn Du also 4 Potis hintereinander anordnest und mit einer gemeinsamen Achse versiehst, hättest Du das gewünschte Filter; es ist allerdings aufwendiger (8 OPs werden benötigt); darüberhinaus gibt es noch Möglichkeiten Widerstände elektronisch nachzubilden mittels Analogmultiplizierer, multiplizierenden D/A-Wandlern und dergleichen mehr; aber damit kann man sich leicht Rauschen und Verzerrungen einhandeln.

 

Grüße

 

:-) Bernhard

 

[GSD 0]

Hallo Bernhard,

 

bei Sallen-Key, kann man ja die Regel-Differenzen (sprich die veränderlichen Widerstandsteile) mit Potis aufbauen, die entsprechenden Grundwerte werden durch "normale" Widerstände realisiert. Die Idee, zwei Stereo-Potis hintereinanderzuschalten ist mir noch gar nicht in den Sinn gekommen, sollte aber funktionieren.

 

Danke erstmal.

 

Gruß

 

GSD "http://smilecwm.tripod.com/net3/mischief.gif"

 

PS: Hab eh grad gesehen, daß der MF5 nur 2nd Order zur Verfügung stellt :-(

 

 

 

[GSD 0]

Irgendwie haut das hier noch nicht ganz hin mit den Icons, mal geht's mal wieder nich...

 

Gruß

 

GSD

 

[Bernhard 0]

Hallo GSD,

 

Habe mir gerade das Datenblatt des MF5 angeschaut; im Prinzip könntest Du diese Chips kaskadieren und mit einem gemeinsamen regelbaren Takt für alle Chips versehen; damit lassen sich dann Filter höherer Ordnung zusammenstellen; die Trennfrequenzen werden dann durch die Frequenz des zentralen Taktgenerators festgelegt; aber der Dynamikbereich dieser Filter ist nicht sensationell gut (nur ca 80dB)und ein latentes Jitterproblem gibt es auch; vor allem wg. dem letzten Punkt dürften sich sensible High-Ender-Psychen hier mit Entsetzen abwenden ;-) . Je nach Einsatzzweck sind diese SC-Filter sicher eine elegante Alternative zu aktiven Filten mit mechanisch gekoppelten Potis.

 

Grüße

 

:-) Bernhard

 

[GSD 0]

Hallo Bernhard,

 

erkläre mal bitte die Sache mit dem Jitterproblem.

Ich bin leider nur Hobby-Elektroniker :-(

 

Hmmm...stimmt, der Dynamikbereich ist nicht grad berauschend, wenn man bedenkt, das z.B. CD-Player 100-110 dB haben.

 

Ich hatte vor, den 24dB-LR als Sub-Filter zu verwenden. Ich könnte zwar auch schaltbare Trennfreq. verwenden, wodurch sich eine hohe Genauigkeit ermöglichen läßt, aber variable TR lassen sich halt besser in der Praxis verwenden.

 

24dB-Filter mit variabler TF scheinen so ein kleines Problem für den DIY zu sein :-(

 

Vielleicht sollte ich mich auch mal mit State-Variable (MF-Filter) beschäftigen.

 

Gruß

 

GSD http://smilecwm.tripod.com/net3/mischief.gif

 

[andreasw 1]

Hallo Leute!

 

Also eine Filterschaltung mit CLOCK-Eingang???

 

Hab ich was verpasst? Wie funktioniert denn das??

 

mfg

 

Andi

 

PS: ich würd das ganze schaltbar bauen. Dann sind auch die verschiedenen R-Kombinationen exakt anpassbar, und nicht "fließend" immer ein bißchen falsch, wie bei einem poti.

 

[Gast # Lunatic #]

Hallo GSD / Alle,

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>gleichen Wert aufweisen müssen; wenn

>Du also 4 Potis hintereinander

>anordnest und mit einer gemeinsamen

>Achse versiehst, hättest Du das

>gewünschte Filter;

 

Das große Problem hier ist, daß Filter höherer Ordnung kritisch auf Toleranzen in den Bauteilen reagieren, die Fehler multiplizieren sich. Deshalb wird hier die Selektion möglichst auf 1% bei den frequenzbestimmenden Bauteilen empfohlen. Eine Weiche (24dB) mit einstellbaren Potis wurde schon vor fast 20Jahren (von MKL?) angeboten. Die 6 mit einer Achse gleichzeitig betriebenen Potis hatten dabei bis über 20% Abweichung, die bereits durch das hohe Drehmoment und die sich dadurch verwindende Potiachse entstand.

Ich habe das Problem so gelöst, daß ich die selektierten Widerstände, die die Frequenz bestimmen, auf einen IC-Sockel gelötet habe, der sich wiederum auf einen IC-Sockel stecken läßt.

Das ist einfach, präzise und ausreichend flexibel.

 

Gruß

(o) (o)

------oOO--(_)--OOo----------

AR

 

[GSD 0]

Hi Andreas, (?)

 

ist natürlich auch eine Idee. Aber ich meine, es kann doch nicht so schwierig sein, ein justierbares Filter 4. Ordnung aufzubauen !

Was macht denn die Industrie an der Stelle, oder setzen wirklich alle Firmen auf State-Variable o.ä. ?

 

Die Sache mit den IC-Sockeln werd ich mir aber mal durchdenken. Ich hab jetzt mittlerweile schon vor, das Ganze als eine Art X-Card aufzubauen, die (wie dein IC-Sockel) die entsprechenden Widerstände enthält und über Einfach-Steckleisten mit der Platine verbunden wird.

 

Gruß

 

GSD http://smilecwm.tripod.com/net3/mischief.gif

 

PS: Ich glaub das Forums-Script macht das '#' und das Leerzeichen vor deinem Synonym nicht mit. Zumindest findet es dein Profil nicht :-)

 

[Gast # Lunatic #]

Hallo GSD / Alle,

 

>ist natürlich auch eine Idee. Aber

>ich meine, es kann doch

>nicht so schwierig sein, ein

>justierbares Filter 4. Ordnung aufzubauen

 

Das ist halt alles eine Frage der Präzision !!

 

>Was macht denn die Industrie an

>der Stelle,

 

Industriell gibt es ja praktisch keine (HighEnd)- Weichen. Das meiste ist PA- Zeug, von dem hier keiner was wissen will - mit (meist) gutem Grund. Andererseits ist die Frage nach einer einstellbaren Frequenz zwar berechtigt, hat man die richtige Trennfrequenz erst mal gefunden, wird da eigentlich nichts mehr gedreht. Dann sind Festwiderstände Ideal und deutlich besser als Potis, die bei weitem nicht so langzeitstabil sind.

 

>Die Sache mit den IC-Sockeln werd

>ich mir aber mal durchdenken.

 

Auch im Sinne kurzer Signalwege ist das Konzept ideal !!

 

>PS: Ich glaub das Forums-Script macht das '#' und das Leerzeichen

>vor deinem Synonym nicht mit. Zumindest findet es dein Profil nicht :-)

 

Ich glaube Du hast recht, ich auch nicht. War eh ein langer Weg, endlich hier wieder etwas zu posten - aber man gewöhnt sich ja so langsam an alles. Also: 2ter Versuch

 

Grüße,

_________________________________

Music is Art - Audio is Engineering !!

 

 

[Bernhard 0]

Hallo GSD,

 

also die Anmerkung zgl. des Jitterproblems war nicht so gaaaaanz ernst gemeint, obwohl das Problem wenigstens theoretisch besteht. Durch die Taktfrequenz wird zwar bei einem SC-Filter in erster Linie die Trenn- bzw. Mittenfrequenz des Filters bestimmt, aber wenn die Frequenz etwas schwankt, dann wird sich das auch durch ein Störsignal im Ausgangssignal bemerkbar machen; die Situation ähnelt den Verhältnissen wie bei dem D/A-Wandler eines CD-Players. Welche Anforderungen an den Taktgenerator eines SC-Filters im einzelnen zu stellen sind, weiß ich auch nicht so genau. Aber wenn ich da so an einige sehr lebhafte Diskussionen im alten Audiomap-Forum zurückdenke, und mich an die Meßlatten erinnere, die einige Teilnehmer für die Genauigkeit von Taktgeneratoren bei D/A-Wandlern aufgelegt haben, dann sind vergleichbare Anforderungen bei SC-Filten mit durchstimmbaren Oszillatoren nur sehr schwer zu erfüllen.

 

Wenn Du das Filter für eine aktive Frequenzweiche einsetzen willst, würde ich eine möglichst rauscharme und präzise Lösung bevorzugen; und da wären Schalter und Festwiderstände, wie es weiter unten schon vorgeschlagen wurde, wohl das einfachste und beste.

 

Grüße

 

:-) Bernhard

 

 

 

[Bernhard 0]

Hallo Andi,

 

das funktioniert eigentlich ganz einfach; das Problem mit durchstimmbaren aktiven Filtern hat nicht nur GSD sondern hatten vor ihm schon eine ganze Reihe von Leuten; ein aktives Filter besteht neben dem Operationsverstärker aus Widerständen und Kondensatoren; man kann nun einige Widerstände in ihrem Widerstandswert veränderlich machen, indem man sie jeweils durch einen Schalter und Kondensator ersetzt; der Schalter verbindet den Kondensator wechselweise mit einer Eingangsspannung und dem Eingang einer Integratorschaltung; wenn der Kondensator mit dem Eingang verbunden ist, lädt sich der Kondensator bis zur Eingangsspannung auf, wenn der Kondensator anschließend mit dem Integrierer verbunden ist, wird der Kondensator vollständig entladen; der Strom, der durchschnittlich in die Integratorschaltung fließt ist proportional zur Eingangsspannung, der Kapazität des Kondensators und der Anzahl von Schaltzyklen pro Sekunde; d.h. man bildet so einen regelbaren Widerstand nach, dessen Leitwert (=1/R) proportional zur Schaltfrequenz ist; der geschaltete Kondensator und die Integratorschaltung werden zusammen mit weiteren Operationsverstärkern zu Tief,-Hoch- und Bandpaßfilter kombiniert; der Schalter ist natürlich elektronisch realisiert und das Ganze gibt es als integrierte Bausteine; der Clockeingang dieser Bausteine steuert den elektronischen Schalter; die Frequenz am Clockeingang bestimmt den Widerstandswert des nachgebildeten Widerstands und damit die Trennfrequenz des realisierten Filters. das Ganze heißt auf Neudeutsch "Switched-Capacitor Filter".

 

Grüße

 

Bernhard

 

[Bernhard 0]

hatte noch vergessen zu erwähnen, daß die Schaltfrequenz des elektronischen Schalters sehr viel höher ist als die Frequenz des Eingangssignals; genauer gesagt, es gilt das Abtasttheorem, d.h. die Schaltfrequnz muß mindestens doppelt so groß sein, wie die höchste Frequenz des Eingangssignals und man braucht ein Antaliasing-Filter am Eingang und in der Regel noch ein Tiefpaß-Filter am Ausgang des SC-Filters.

 

Bernhard

 

 

 

[Ralr 0]

längere zeit herum.

die switch-filter mit ihren 80dB kann man wohl gleich vergessen.

 

als alternative habe ich Op's entdeckt deren verstärkung regelbar ist.

diese dinger haben allerdings ein problem:

rauschen runter -> klirr hoch

und umgekehrt...

der regelbereich ist sehr gut, 1:1000 wäre machbar.

wobei ich den SSM 2164 ausprobiert habe.

 

der kompromiss zwischen rausch und klirr

ist gerademal akzeptabel machbar, als

subwooferfilter. für den mitteltonbereich

sehe ich keine möglichkeit das highfidehl

hinzukriegen. also stufen-schalter oder

gleich digitale filter entwerfen.

poti's mitner langen achse verbinden

wäre auch sehr gut, wobei die toleranzfrage

bei weitem nicht so schwierig ist, wie hier in deisem tread behauptet. außer man will

mit 'gewalt' weit über 1:10 regeln....

ich sehe eher ein mechanisches problem.

die piher-dinger wären dazu gut, wenn ich nur

ne lange steckachse finden würde....

 

ich werde wahrscheins den ssm nutzen und damit

ein subwuff-filter aufbauen.

für den mitt und hochton-bereich werd ich wie bisher widerstand für widerstand abgleichen,

bzw im voraus berechnen und messtechnisch fein-

abstimmung betreiben. wobei der subwuff-filter

in zukunft per knopf-dreh mir die arbeit erleichtern/beschleunigen wird.

 

mfg ralf

 

 

 

[andreasw 1]

Hallo Bernhard

 

Danke für die Erklärung! Das Prinzip ist wohl garnicht so schlecht.

Ich glaube aber, ich bleib bei meinen bisherigen Schaltungen...:-)

 

mfg

 

Andi