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Sallen-Key-Filter mit Switch DG 409 für 4 Frequenze n...

S

server

Guest
Als C hab ich 100n und 50n
Als R hab ich 750 Ohm für 3kHz, 2k2 für 1kHz, 7k5 für 300Hz und 75k für 30Hz.

Gruß Uli
 
S

server

Guest
Sorry, hab mich falsch ausgedrückt. Wenn man die Grenzfrequenzen berechnet, dann stellt man fest dass je höher die beiden R vorne werden, die Grenzfrequenz entsprechend niedriger wird.

Ja mittlerweile habe ich auch den Eindruck dass der DG 409 nicht gerade gut gewählt ist.

Gruß Uli
 
U

Ul Ba

Guest
Hallo Bernd.

Was habe ich verbaut:
Im Sallen-Key ist der Impedanzwandler ein OPA192IDBVR und vor dem
SK-Filter sitzt noch der einstellbare Verstärker LT1167CS8#PBF als
Signalquelle.
Als Spannungsversorgung habe ich nur +12V und -4V zur Verfügung.
Ich weiß durch die Asymmetrie gibt es beim OP Verzerrungen aber
das nehme ich mal in kauf.

Gruß Uli
 
U

Ul Ba

Guest
Hallo Helmut.

Nein nein, was mich ärgert ist, dass die Simulation in LTSpice genau das wiedergibt was
ich erreichen wollte nur die Realität zeigt halt andere Werte. Insofern stimmt das schon
was auch der eine oder andere hier schon gesagt hat, dass wahrscheinlich der DG 409
hier fehl am Platz ist. Ich ging davon aus das im Bereich bis z.B. 10 kHz und etwas darüber
die Kapazitäten hier noch nicht sich bemerkbar machen, aber ich kann es nicht mit
Sicherheit sagen.

Gruß Uli
 
H

Helmut Schellong

Guest
On 07/31/2020 23:36, Ul Ba wrote:
Hallo Helmut.

Nein nein, was mich ärgert ist, dass die Simulation in LTSpice genau das wiedergibt was
ich erreichen wollte nur die Realität zeigt halt andere Werte.
Genau das schrieb ich doch:
==================================================================
Ich kann sagen, daß LTspice Frequenzweichen ganz genau simuliert.
Und meine Mathematik stimmt mit der Simulation überein.

Bei Abweichungen muß der Fehler also woanders liegen.
==================================================================

Insofern stimmt das schon
was auch der eine oder andere hier schon gesagt hat, dass wahrscheinlich der DG 409
hier fehl am Platz ist.
Ich schrieb genau das auch - mehrfach.

Ich ging davon aus das im Bereich bis z.B. 10 kHz und etwas darüber
die Kapazitäten hier noch nicht sich bemerkbar machen, aber ich kann es nicht mit
Sicherheit sagen.
Die parasitären Kapazitäten des DG409 spielen hier auch keine Rolle.
Der Schalter-Widerstand aber wohl sicher.
Die Berechnungsformeln sind auch nicht linear.

Man kann die Sache retten, wenn die Widerstände hochohmiger würden.
So um die 20 kOhm, mindestens um die 10 kOhm.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
www.schellong.de www.schellong.com www.schellong.biz
http://www.schellong.de/c.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm
 
B

Bernd Mayer

Guest
Am 31.07.20 um 23:28 schrieb Ul Ba:
Hallo Bernd.

Was habe ich verbaut:
Im Sallen-Key ist der Impedanzwandler ein OPA192IDBVR und vor dem
SK-Filter sitzt noch der einstellbare Verstärker LT1167CS8#PBF als
Signalquelle.
Als Spannungsversorgung habe ich nur +12V und -4V zur Verfügung.
Ich weiß durch die Asymmetrie gibt es beim OP Verzerrungen aber
das nehme ich mal in kauf.

Hallo,
der OPA192 ist laut Datenblatt nur für kapazitive Belastung bis 1 nF
geeignet.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa192.pdf

Beim Salen-Key-Filter:
http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPstool.php
belastet der Kondensator C1 auch den Ausgang.

Teste das Filter mal fest verdrahtet ohne den DG-Umschalter bei den
hohen Frequenzen, dann kannst Du leicht erkennen ob es am Umschalter
liegt.

Ich vermute eher nicht.

Ein State-Variable-Filter wie von Marte Schwarz empfohlen eignet sich
besser zum Umschalten. Die Empfindlichkeit gegenüber Bauteiletoleranzen
ist geringer und man kann Frequenz und Güte unabhängig einstellen.

Wenn der DG-Umschalter direkt am Opampeingang liegt, dann liegen da nur
geringe Spannungen an und das Potential ist nahe bei Null.

Die Kapazitäten des FET-Schalters sind eher gering im Vergleich zu
Deinen Werten, ich denke daher nicht, das die als Ursache für die
Abweichung der Grenzfrequenz in Frage kommen. Die Frequenzen sind ja
auch eher niedrig.

Die Werte für die Widerstände würde ich erhöhen, 750 Ohm sind für den
Opamp recht niedrig, als Last kommt ja auch noch der Filterkondensator
hinzu und die Ausgangsstufe oder ein Anschlußkabel ebenso.


Bernd Mayer
 
H

Helmut Schellong

Guest
On 07/31/2020 23:21, uliballarino@gmail.com wrote:
Als C hab ich 100n und 50n
Als R hab ich 750 Ohm für 3kHz, 2k2 für 1kHz, 7k5 für 300Hz und 75k für 30Hz.
LTspice rechnet ja mit einer Toleranz von 0% bei den Werten der BE.
Die realen Werte sollten folglich 1% Toleranz haben.
Auch die Kondensatoren.

Wenn das nicht vorliegt, muß man z.B. die Werte der Kondensatoren
genau feststellen und in deren Abhängigkeit die Widerstände selbst
berechnen - oder umgekehrt.



--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
www.schellong.de www.schellong.com www.schellong.biz
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http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm
 
H

Helmut Schellong

Guest
On 08/01/2020 00:12, Bernd Mayer wrote:
Am 31.07.20 um 23:28 schrieb Ul Ba:
Hallo Bernd.

Was habe ich verbaut:
Im Sallen-Key ist der Impedanzwandler ein OPA192IDBVR und vor dem
SK-Filter sitzt noch der einstellbare Verstärker LT1167CS8#PBF als
Signalquelle.
Als Spannungsversorgung habe ich nur +12V und -4V zur Verfügung.
Ich weiß durch die Asymmetrie gibt es beim OP Verzerrungen aber
das nehme ich mal in kauf.

Hallo,

der OPA192 ist laut Datenblatt nur für kapazitive Belastung bis 1 nF geeignet.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa192.pdf

Beim Salen-Key-Filter:
http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPstool.php
belastet der Kondensator C1 auch den Ausgang.
Nein, weil er mit seinem anderen Anschluß nicht an Masse ist, sondern
an recht hochohmigen Widerständen.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
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http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm
 
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Bernd Mayer

Guest
Am 01.08.20 um 00:12 schrieb Bernd Mayer:
Am 31.07.20 um 23:28 schrieb Ul Ba:
Hallo Bernd.

Was habe ich verbaut:
Im Sallen-Key ist der Impedanzwandler ein OPA192IDBVR und vor dem
SK-Filter sitzt noch der einstellbare Verstärker LT1167CS8#PBF als
Signalquelle.
Als Spannungsversorgung habe ich nur +12V und -4V zur Verfügung.
Ich weiß durch die Asymmetrie gibt es beim OP Verzerrungen aber
das nehme ich mal in kauf.

Hallo,

der OPA192 ist laut Datenblatt nur für kapazitive Belastung bis 1 nF
geeignet.

Die Werte für die Widerstände würde ich erhöhen, 750 Ohm sind für den
Opamp recht niedrig, als Last kommt ja auch noch der Filterkondensator
hinzu und die Ausgangsstufe oder ein Anschlußkabel ebenso.

Nachtrag:
der LT1167 ist abhängig von der eingestellten Verstärkung auch nicht
besonders breitbandig:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/1167fc.pdf

Bei 1000-facher Verstärkung hat der nur eine Bandbreite von 10 kHz und
das beeinflusst in der Summe mit dem Sallen-Key-Filter den Frequenzgang
über alles. Die 10 kHz liegen ja recht nahe bei der Arbeitsfrequenz von
3 kHz.

Andere Faktoren können da ja beim Frequenzgang auch noch dazu kommen.

Welche Verstärkung ist beim LT1167 eingestellt?

Das ist wieder mal ein gutes Beispiel dafür daß die Auswahl hochwertiger
Opamps alleine noch kein hochwertige Schaltung ergiebt.

Bernd Mayer
 
H

Helmut Schellong

Guest
On 08/01/2020 00:37, Bernd Mayer wrote:
Am 01.08.20 um 00:12 schrieb Bernd Mayer:
Am 31.07.20 um 23:28 schrieb Ul Ba:

Nachtrag:

der LT1167 ist abhängig von der eingestellten Verstärkung auch nicht
besonders breitbandig:

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/1167fc.pdf

Bei 1000-facher Verstärkung hat der nur eine Bandbreite von 10 kHz und das
beeinflusst in der Summe mit dem Sallen-Key-Filter den Frequenzgang über
alles. Die 10 kHz liegen ja recht nahe bei der Arbeitsfrequenz von 3 kHz.
Eine Verstärkung von 1000 liegt aber wohl bei weitem nicht vor.
Das wäre generell sehr ungewöhnlich.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
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http://www.schellong.de/c.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_proj.htm
http://www.schellong.de/htm/audio_unsinn.htm
 
B

Bernd Mayer

Guest
Am 01.08.20 um 00:32 schrieb Helmut Schellong:
On 08/01/2020 00:12, Bernd Mayer wrote:
Am 31.07.20 um 23:28 schrieb Ul Ba:
Hallo Bernd.

Was habe ich verbaut:
Im Sallen-Key ist der Impedanzwandler ein OPA192IDBVR und vor dem
SK-Filter sitzt noch der einstellbare Verstärker LT1167CS8#PBF als
Signalquelle.
Als Spannungsversorgung habe ich nur +12V und -4V zur Verfügung.
Ich weiß durch die Asymmetrie gibt es beim OP Verzerrungen aber
das nehme ich mal in kauf.

Hallo,

der OPA192 ist laut Datenblatt nur für kapazitive Belastung bis 1 nF
geeignet.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa192.pdf

Beim Salen-Key-Filter:
http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPstool.php
belastet der Kondensator C1 auch den Ausgang.

Nein, weil er mit seinem anderen Anschluß nicht an Masse ist, sondern
an recht hochohmigen Widerständen.
Hallo

hmm, hmm - die Kapazitäten sind ja deutlich höher als 1nF und die
Widerstände mit 750 Ohm nicht arg hochohmig. AFAIK sind die als
parallell zu sehen und das ergibt dann nur ca. 375 Ohm - oder?

Ob der andere Anschluß nicht doch auf virtueller Masse liegt ist auch
noch unklar.


Bernd Mayer
 
U

Ul Ba

Guest
Helmut Schellong schrieb am Samstag, 1. August 2020 um 00:46:32 UTC+2:

der LT1167 ist abhängig von der eingestellten Verstärkung auch nicht
besonders breitbandig:

Eine Verstärkung von 1000 liegt aber wohl bei weitem nicht vor.
Das wäre generell sehr ungewöhnlich.
Ich hab beim LT1167 eine Verstärkung von ca. 300 eingestellt.
 
U

Ul Ba

Guest
Helmut Schellong schrieb am Samstag, 1. August 2020 um 00:05:00 UTC+2:

Man kann die Sache retten, wenn die Widerstände hochohmiger würden.
So um die 20 kOhm, mindestens um die 10 kOhm.
Das wäre schön aber....
Hab ich schon ausprobiert aber die Ergebnisse sind die gleichen. Einen
Schaltungsfehler kann ich ausschließen.
 
L

Leo Baumann

Guest
Am 31.07.2020 um 23:24 schrieb uliballarino@gmail.com:
Sorry, hab mich falsch ausgedrückt. Wenn man die Grenzfrequenzen berechnet, dann stellt man fest dass je höher die beiden R vorne werden, die Grenzfrequenz entsprechend niedriger wird.

Ja mittlerweile habe ich auch den Eindruck dass der DG 409 nicht gerade gut gewählt ist.
Erfahrungsgemäß machen die Analogschalter alle mehr Ärger als Freude -
die klirren auch noch dazu - für hochwertige Lala nimmt man die auch
nicht mehr

Gruß
 
O

olaf

Guest
Helmut Schellong <rip@schellong.biz> wrote:

>Die parasitären Kapazitäten des DG409 spielen hier auch keine Rolle.

Das sehe ich genauso.

Der Schalter-Widerstand aber wohl sicher.
Die Berechnungsformeln sind auch nicht linear.
Das koennte man im uebrigen ueberpruefen indem man in LT-Spice die Widerstaende
mal in einzelnen Simulationen automatisch um den Bereich varieren laesst den
man vom DG409 erwartet. Dafuer sind doch solche Simulationen da, damit man
etwas schnell ausprobiert anstatt in der Praxis vier Widerstaende in hunderten
von Kombinationen durchzuloeten. Da weiss man dann auch wieder warum man sich
einen schnellen Rechner gekauft hat. :)
Was man so aber nicht direkt sehen wird ist die Spannungsabhaengigkeit des
Bahnwiderstandes. Der wird dann in der Praxis noch fuer interessante Verzerrungen
sorgen.

Man kann die Sache retten, wenn die Widerstände hochohmiger würden.
So um die 20 kOhm, mindestens um die 10 kOhm.
Yep. Ich wuerde sogar denken das man beim DG409 eher im Bereich >=100k
landet. Das wirft dann nur Probleme mit dem Rauschen oder Einstreuungen aus
anderen Schaltungsteilen auf. Also versuchen einen Schalter zu finden der
in der Gegend von 10R liegt damit man bei Kilohms bleiben kann.

Olaf
 
O

olaf

Guest
Helmut Schellong <rip@schellong.biz> wrote:


LTspice rechnet ja mit einer Toleranz von 0% bei den Werten der BE.
Die realen Werte sollten folglich 1% Toleranz haben.
DAs kann man wohl vorrausetzen. In der Firma sind seit mindestens
10Jahren 1% Standard. Auch als Vorwiderstand fuer LEDs. :)

>Auch die Kondensatoren.

Und da fangen die Probleme an...

Wenn das nicht vorliegt, muß man z.B. die Werte der Kondensatoren
genau feststellen und in deren Abhängigkeit die Widerstände selbst
berechnen - oder umgekehrt.
Ich wuerde auch empfehlen sich eine alte Version von FilterPro von TI
zu besorgen. Damit kann man sich die Filter auch fuer E6 ausrechnen
lassen und man sieht dann die Abweichungen zum idealen Filter. Man
kann auch andere Widerstandswerte eintippen und das Programm skaliert
einen dann die anderen Parameter um.

Olaf
 
H

Helmut Schellong

Guest
On 07/31/2020 23:28, Ul Ba wrote:
Hallo Bernd.

Was habe ich verbaut:
Im Sallen-Key ist der Impedanzwandler ein OPA192IDBVR und vor dem
SK-Filter sitzt noch der einstellbare Verstärker LT1167CS8#PBF als
Signalquelle.
Als Spannungsversorgung habe ich nur +12V und -4V zur Verfügung.
Ich weiß durch die Asymmetrie gibt es beim OP Verzerrungen aber
das nehme ich mal in kauf.
Insbesondere wird eigentlich nur der Aussteuerungsbereich
des Ausgangs begrenzt.
Weitere Effekte sind vernachlässigbar.
Sagen wir mal, ±2V sind nur möglich, anstatt ±10V.

Die ±Spannung ist OPVs egal, die sehen nur die Spannung
zwischen V+ und V-.

Optimal ist eine Spannung von ±18V.
40V ist dann i.d.R. das Maximum Rating.


--
Mit freundlichen Grüßen
Helmut Schellong var@schellong.biz
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Helmut Schellong

Guest
On 08/01/2020 00:52, Bernd Mayer wrote:
Am 01.08.20 um 00:32 schrieb Helmut Schellong:
On 08/01/2020 00:12, Bernd Mayer wrote:

der OPA192 ist laut Datenblatt nur für kapazitive Belastung bis 1 nF
geeignet.

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa192.pdf

Beim Salen-Key-Filter:
http://sim.okawa-denshi.jp/en/OPstool.php
belastet der Kondensator C1 auch den Ausgang.

Nein, weil er mit seinem anderen Anschluß nicht an Masse ist, sondern
an recht hochohmigen Widerständen.

Hallo

hmm,  hmm - die Kapazitäten sind ja deutlich höher als 1nF und die
Widerstände mit 750 Ohm nicht arg hochohmig. AFAIK sind die als parallell zu
sehen und das ergibt dann nur ca. 375 Ohm - oder?

Ob der andere Anschluß nicht doch auf virtueller Masse liegt ist auch noch
unklar.
Ein RC-Glied wirkt bei üblichen R-Werten nicht wie eine Lastkapazität.

Bei Serien-Widerständen bis 50 Ohm kann eine Kapazität
annähernd wie eine Lastkapazität wirken, aber bei 750 Ohm
garantiert nicht mehr.

Desweiteren handelt es sich bei C1 um eine Mitkopplung!
Das verringert die Belastung eher.

Virtuelle Masse gibt es bei SallenKey nur an (-), wenn
der Eingang Vin = 0V ist.

R1 und R2 parallel kann hier nur betrachtet werden, wenn der OPV
nicht vorhanden wäre. Und dann auch nur ac-gekoppelt.


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Helmut Schellong

Guest
On 08/01/2020 01:11, Ul Ba wrote:
Helmut Schellong schrieb am Samstag, 1. August 2020 um 00:46:32 UTC+2:

der LT1167 ist abhängig von der eingestellten Verstärkung auch nicht
besonders breitbandig:

Eine Verstärkung von 1000 liegt aber wohl bei weitem nicht vor.
Das wäre generell sehr ungewöhnlich.

Ich hab beim LT1167 eine Verstärkung von ca. 300 eingestellt.
Das ist eine verhältnismäßig hohe Verstärkung.
Der LT1167 ist ein Instrumentation-Amp.
Diese sind typisch recht schmalbandig.

Ich würde solch einen Typ vermeiden, wenn die Eigenschaften
der Eingänge nicht benötigt werden.
Oder aber die Verstärkung auf 10-fach einstellen und einen
normalen OPV mit V=30 in Serie schalten.


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Helmut Schellong

Guest
On 08/01/2020 01:19, Ul Ba wrote:
Helmut Schellong schrieb am Samstag, 1. August 2020 um 00:05:00 UTC+2:

Man kann die Sache retten, wenn die Widerstände hochohmiger würden.
So um die 20 kOhm, mindestens um die 10 kOhm.

Das wäre schön aber....
Hab ich schon ausprobiert aber die Ergebnisse sind die gleichen. Einen
Schaltungsfehler kann ich ausschließen.
|Als C 100n und 50n
|Als R 750 Ohm für 3kHz, 2k2 für 1kHz, 7k5 für 300Hz und 75k für 30Hz.

Du sagst, bei 3kHz und 1kHz (750R, 2200R) hast Du starke Abweichungen.
Das paßt genau zu den verfälschenden etwa 100 Ohm der Schalter.

Wenn Du nun sagst, mit etwa 10k statt 750R sind die fehlerhaften
Abweichungen _unverändert_ vorhanden, dann kann ich mir diese
Abweichungen nicht mehr erklären.
Und 3 kHz ist garantiert keine zu hohe Frequenz.

Es kann hier erst weitergehen, nach Lieferung der Schaltung
und Feststellung des Frequenzgangs bis zum Eingang des Filters.

Was ist denn, wenn der DG409 durch manuelle Drahtbrücken ersetzt wird?
Das ist eigentlich DER wichtigste Versuch.


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