Tiefpassfilter bauen

[Kurzschließer]

Guten Abend.

Ich hoffe, ich kann Elektrikforum auch eine Frage zu diesem Thema stellen, denn ich würde gerne einen Butterworth-Tiefpassfilter (3. Ordnung) bauen.
Ein Buch zum Thema hat mir das meiste erklärt (siehe Bilder), aber ich habe noch einige Fragen, die ich gerne vor dem Planen und Bestellen der Teile klären würde.
Falls nötig: Hab den Oszillator noch nicht gekauft, aber werde für weitere Teile der Schaltung wohl mit 9V aus einer Batterie oder Netzteil arbeiten müssen.

1. Gibt es eine Schätzung, was ich als Innen- und Lastwiderstand annehmen soll? Muss nicht präzise sein, das Buch rechnet mit 50 Ohm, aber das heisst ja nichts.
2. Ferner gibt das Buch a1 = a6 an, da es mit einem Filter 6. Ordnung rechnet. Dies sind laut Formel aber verschiedene Werte, soll ich also für 3. Ordnung streng nach Formel im Bild gehen?
3. In der Skizze führt das Kabel wieder in den Oszillator hinein, was bedeutet das in der Praxis? Der Oszillator braucht ja keinen Input, soll es dann in die Stromquelle des Oszillators gehen?

 

[EBC41]

In der Skizze führt das Kabel wieder in den Oszillator hinein, was bedeutet das in der Praxis? Der Oszillator braucht ja keinen Input, soll es dann in die Stromquelle des Oszillators gehen?

Welche Skizze? Gibt es einen Schaltplan dieses Oszillators?

Stellt der Tiefpass den Rückkopplungsweg des Oszillators dar?

was ich als Innen- und Lastwiderstand annehmen soll? Muss nicht präzise sein, das Buch rechnet mit 50 Ohm

Welche Frequenz soll der Oszillator erzeugen? 50 oder 60 Ohm sind bei Hochfrequenzgeschichten üblich. NF-Schaltungen arbeiten meist mit höheren Impedanzen, zum Beispiel 600 Ohm.

 

[Kurzschließer]

Welche Skizze? Gibt es einen Schaltplan dieses Oszillators?

Stellt der Tiefpass den Rückkopplungsweg des Oszillators dar?



Welche Frequenz soll der Oszillator erzeugen? 50 oder 60 Ohm sind bei Hochfrequenzgeschichten üblich. NF-Schaltungen arbeiten meist mit höheren Impedanzen, zum Beispiel 600 Ohm.

NF, in verschiedenen Frequenzen da.
Den einzigen Schaltplan, den ich habe, hab ich hochgeladen. Der Oszillator wäre in meinem Fall einfach ein Audioanschluss, müsste ja auch gehen.

Die Frage mit dem Rückkopplungsweg stelle ich mir auch.

 

[Drehfeld]

Der "Oszillator" ist mMn einfach nur eine Signalquelle. Der Tiefpass ist rein passiv, da brauchst du keine Spannungsversorgung.
Die Bauteilwerte richten sich nach der gewünschten Eckfrequenz, dem Innenwiderstand der Signalquelle und dem Lastwiderstand.
Weisst du, welchen Innenwiderstand dein Audioanschluss hat? Dann könnte man die Werte ja entsprechend anpassen...

 

[Kurzschließer]

Der "Oszillator" ist mMn einfach nur eine Signalquelle. Der Tiefpass ist rein passiv, da brauchst du keine Spannungsversorgung.
Die Bauteilwerte richten sich nach der gewünschten Eckfrequenz, dem Innenwiderstand der Signalquelle und dem Lastwiderstand.
Weisst du, welchen Innenwiderstand dein Audioanschluss hat? Dann könnte man die Werte ja entsprechend anpassen...

Das mit dem Oszillator und der Schaltung sehe ich genauso. Den Widerstand kenne ich leider nicht, deshalb frage ich nach einer Schätzung

 

[Drehfeld]

Den Widerstand kenne ich leider nicht, deshalb frage ich nach einer Schätzung

Was für ein "Audioanschluss" ist es denn? Kopfhörerausgang, Line-Out, 1500W-Endstufenausgang, ...?

 

[Kurzschließer]

Was für ein "Audioanschluss" ist es denn? Kopfhörerausgang, Line-Out, 1500W-Endstufenausgang, ...?

aux / klinke (3.5mm und 6.3mm), u.a.kopfhörerausgang

 

[Drehfeld]

aux / klinke (3.5mm und 6.3mm), u.a.kopfhörerausgang

OK, und was soll an der Ausgangsseite des Filters angeschlossen werden?

 

[Kurzschließer]

OK, und was soll an der Ausgangsseite des Filters angeschlossen werden?

weitere Klinkenkabel, in nen audioeingang vom pc oder so

 

[Drehfeld]

weitere Klinkenkabel, in nen audioeingang vom pc oder so

OK, also hochohmig.

Ich würde dann das Filter auf z.B. 50 oder 100Ohm oder etwas in dieser Größenordnung auslegen und auch einen solchen Abschlusswiderstand vorsehen. Das angeschlossene Gerät sollte dann hochohmig genug sein, um den Frequenzgang nicht wesentlich zu beeinflussen.

Edit: Welche Eckfrequenz schwebt dir denn vor. Dann könnten wir das mal exemplarisch durchgehen.

 

[EBC41]

Ich würde dann das Filter auf z.B. 50 oder 100Ohm oder etwas in dieser Größenordnung auslegen

Nach meiner Meinung wäre das zu niederohmig für einen Aux-Ausgang. Für einen Kopfhörer-Ausgang könnte es passen.

Eigentlich sollte der Ausgangswiderstand bestimmt werden, um eine belastbare Aussage treffen zu können.

Im einfachsten Fall am Ausgang im Leerlauf die NF-Spannung messen, dann versuchsweise diverse Widerstände dran hängen und beobachten, bei welchem Widerstandswert die Spannung auf die Hälfte sinkt. Dieser Widerstandswert entspräche dann dem Ausgangswiderstand.

Aber Vorsicht, diese Methode ist nicht in jedem Fall geeignet.

 

[Kurzschließer]

OK, also hochohmig.

Ich würde dann das Filter auf z.B. 50 oder 100Ohm oder etwas in dieser Größenordnung auslegen und auch einen solchen Abschlusswiderstand vorsehen. Das angeschlossene Gerät sollte dann hochohmig genug sein, um den Frequenzgang nicht wesentlich zu beeinflussen.

Edit: Welche Eckfrequenz schwebt dir denn vor. Dann könnten wir das mal exemplarisch durchgehen.

Danke für die Schätzung! Ich wäre durchaus bereit, die Rechnungen selber durchzuführen, bloss verwirrt mich das Buch mit dem a1=a6.
Nämlich erhalte ich für a1=2, es rechnet aber mit a1=0,5176.

Womöglich werde ich einen Filter bei 300Hz und einen bei 2000 haben, in verschiedenen Schaltungen natürlich.

Wenn R=100 Ohm, dann erhalte ich für 300Hz (strikt nach Formel) folgende Ergebnisse:
L1=0,106 ; C2=0,00000750 ; L3=0,0531 ;
Für 2000Hz erhalte ich:
L1=0,0159 ; C2=0,00000113 ; L3=0,00796 ;

Das müsste eigentlich erklären, was ich für Teile kaufen muss.

 

[Kurzschließer]

Nach meiner Meinung wäre das zu niederohmig für einen Aux-Ausgang. Für einen Kopfhörer-Ausgang könnte es passen.

Eigentlich sollte der Ausgangswiderstand bestimmt werden, um eine belastbare Aussage treffen zu können.

Im einfachsten Fall am Ausgang im Leerlauf die NF-Spannung messen, dann versuchsweise diverse Widerstände dran hängen und beobachten, bei welchem Widerstandswert die Spannung auf die Hälfte sinkt. Dieser Widerstandswert entspräche dann dem Ausgangswiderstand.

Aber Vorsicht, diese Methode ist nicht in jedem Fall geeignet.

Danke für die Antwort, womit könnte ich am besten den Widerstand messen, bzw. wo, wenn der Ausgang mein Computer bzw. Klinkenkabel ist?

 

[EBC41]

Du gehst auf diese Seite:
Messton – Wikipedia

nimmst den 440 Hertz Messton und misst mit einem Multimeter am Ausgang die Wechselspannung. Hoffe, dass dein Multimeter bei 440 Hertz noch brauchbar misst.

Ein Oszilloskop wäre evtl. besser geeignet.

 

[Drehfeld]

Nach meiner Meinung wäre das zu niederohmig für einen Aux-Ausgang. Für einen Kopfhörer-Ausgang könnte es passen.

Ich bin jetzt einfach mal von einem Kopfhörerausgang ausgegangen. Die meisten Billigkopfhörer, die wohl 99% der Leute an so einen Klinkenausgang anschließen, haben eine Impedanz irgendwo zwischen 16Ohm und 80Ohm. Man kann das Filter ja auf 100Ohm auslegen und auch einen eingangsseitigen Serienwiderstand von 100Ohm vorsehen. Dann wird der Ausgang im Durchlassbereich mit 200Ohm belastet und hat bei keiner Frequenz weniger als 100Ohm Belastung. Man hat halt mindestens 6dB Dämpfung aber was soll's...

 

[Drehfeld]

Danke für die Schätzung! Ich wäre durchaus bereit, die Rechnungen selber durchzuführen, bloss verwirrt mich das Buch mit dem a1=a6.
Nämlich erhalte ich für a1=2, es rechnet aber mit a1=0,5176.

Mit der Formel aus deinem Buch erhalte ich:
a1 = 2*sin((2*1-1)*pi/6)=2*sin(pi/6)=1
a2 = 2*sin((2*2-1)*pi/6)=2*sin(pi/2)=2
a3 = 2*sin((2*3-1)*pi/6)=2*sin(5*pi/6)=1

Fängt man mit der Querkapazität an, so benötigt man nur eine Spule und erhält die Werte:
C1 = 5.31 µF
L2 = 106.10 mH
C3 = 5.31 µF

 

[patois]

Ich musste damals schon lachen als ich das erste Mal die Überschrift

"Tiefpassfilter bauen"

gelesen hatte.

 

[Drehfeld]

 

[Drehfeld]

[...] bloss verwirrt mich das Buch mit dem a1=a6.
Nämlich erhalte ich für a1=2, es rechnet aber mit a1=0,5176.

Das gilt für ein Filter 6.Ordnung. Hier erhält man:
a1 = 0.5176
a2 = 1.4142
a3 = 1.9319
a4 = 1.9319
a5 = 1.4142
a6 = 0.5176

Bei 3. Ordnung:
a1 = 1.0000
a2 = 2.0000
a3 = 1.0000

 

[Kurzschließer]

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Sieht gut aus, sehr hilfreich!