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41

Dienstag, 11. Mai 2010, 09:01

naja, was ich meinte ist, ich habe jetzt den Eingangsoffset mal einfach so betrachtet als ob am -Pin nicht "0V" sondern eben die Offsetspannung des OPs anliegt, was man im vorliegenden Fall IMHO darf, dann ergibt sich in Bezug aufs letzte Schaltbild
U_Aus = F1 U_Ein + (1-F1) U_am_-Pin
d.h. die Variationen der Spannung am -Pin wird hochpassgefiltert an den Ausgang weitergereicht, und damit auch eine Offsetspannung, und damit kommt ein konstanter Offset oder eine langsame Drift etc am Ausgang nicht an
diese Überlegung ist nun aber exakt genauso wie oben für U_Ref... es ist egal woher die Spannung am -Pin kommt, ob U_Ref oder Offsetspannung oder..., daher mein Bezug darauf...

42

Dienstag, 11. Mai 2010, 09:11

Auch wieder was dazugelernt. Das ist eben der Unterschied zwischen der wissenschaftlichen und der praktischen Betrachtungsweise.
Ich würde nie auf die Idee kommen es so zu formulieren; aus meiner Sicht gibt es da nichts weiterzureichen - aber Du hast natürlich recht: Eine Gleichspannung ist ja auch eine Wechselspannung deren Periodendauer gegen Unendlich geht. :D

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »amm« (11. Mai 2010, 09:11)


haschenk

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43

Dienstag, 11. Mai 2010, 17:37

Hallo,

Zitat

in welchem Sinne schön? In dem Sinne eines technischen Vorteils?

Ja, so war´s gemeint, Ziel(e) erreicht mit geringem Aufwand...
Ob die Chinesen die Schaltung erfunden haben ? Könnte auch aus der "gadget-corner" irgendeiner Elektronik-Zeitschrift stammen..

Es war mal eine Zeit, in der man (nicht nur in der RC-Technik) mit einzelnen Transistoren gegeizt hat. Da gab´s z.B. Monoflops zur Kanalimpulszeit-Generierung mit nur 1 Transistor, 1 Kondensator und 2 Widerständen (einer davon das Knüppelpoti), "half-shot" genannt. Hinreichend temperatur- und spannungsstabil. Die Schaltung bzw. deren Wirkungsweise kennen wahrscheinlich nur noch ein paar Retroniker...

Zeitkonstante(n): Ja, tau_CP = R3*(C2+C3) bietet sich auf den ersten Blick schon an. Bei der Anderen muß ich nochmal grübeln.

Korrektur: Die Flankensteilheit des Filters wird nicht nur von R4, sondern vom Verhältnis R3/R4 bestimmt; man kann runtergehen bis etwa 0,1. Mit den Absolutwerten und C2, C3 kann man dann noch die Eckfrequenz verschieben.

Daß in der Schaltung 1,0 verwendet wird, hängt vermutlich mit einem schlechteren Sprungantwort-Verhalten des steileren Filters zusammen.
Demnächst werde ich mich wieder mit dem Lisy300 beschäftigen, da kommt dann natürlich diese Schaltung und die "Schwingmaschine" zum Einsatz.

Olli, C2 und C3 könnte man auch messen ohne Auslöten: Leiterbahn(en) zwischen den Kondensatoren und R4 auftrennen... ich tippe mal auf etwa 0,1 - 0,33 µ .


Jetzt muß ich mich aber erstmal wieder um´s Platinchen-Belichten/Ätzen kümmern (DSM2-HF-Modul + PPM2Metacode-Umsetzer). Längere Zeit hat bei mir die Direkt-Toner-Methode gut funktioniert; plötzlich haftet jetzt der Toner nicht mehr richtig auf dem Kupfer; Platinenmaterial ist aber von einem andern Hersteller. Aufrauhen etc. hilft nicht nicht. Also erstmal zurück zur klassischen Methode.


Gruß,
Helmut

RudiRolf

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Beruf: Mechaniker

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44

Dienstag, 11. Mai 2010, 18:33

Hallo
diese modifizierte Gyrator Schaltung wird auch in meinem Equelizer der Stereoanlage verwendet und das schon vor 30 Jahren
MfG
Rudi

45

Dienstag, 11. Mai 2010, 19:53

@Rudi: magst du mir mal ein Schaltbild zukommen lassen? Würde mich sehr interressieren


eigentlich hatte ich ja mit der Frage urprünglich gehofft das Antworten der Art kommen, hey, das kenne ich schon seit 30 Jahren und die Schaltung macht das und das.... :)


@Helmut:

Zitat

Ob die Chinesen die Schaltung erfunden haben ?
ne, will in keinster Weise sagen dass die Chinesen das erfunden hätten, aber zumindest können die scheints mehr als nur in Standardverzeichnissen nachzusehen (wie z.B. ich... :))

Zitat

Die Flankensteilheit des Filters wird nicht nur von R4, sondern vom Verhältnis R3/R4 bestimmt; man kann runtergehen bis etwa 0,1. Mit den Absolutwerten und C2, C3 kann man dann noch die Eckfrequenz verschieben.
du meinst, durch R3/R4 legt man die Kurvenform fest, und diese kann dann z.B. durch Wahl von C2 verschoben werden ohne die Kurvenform zu verändern?
Wenn wir über die selbe Übertragungsfunktion reden, dann "glaube" ich das jetzt mal nicht... die Übertragungsfunktion ist VOLLSTÄNDIG durch GENAU zwei Parameter charakterisiert, nicht mehr, nicht weniger. Ich habe mal tau_P und tau_R vorgeschlagen, aber man kann natürlich andere Kombinationen nehmen, je nach Geschmack, aber darauf kommt es nicht an, es gibt genau nur zwei "Freiheitsgrade". Es kann also nicht sein dass man mit R3/R4 eine Flankensteilheit festlegt, und die Grenzfrequenz durch die Beträge, C2, und/oder C3 beliebig varieren kann ohne die Flankensteilheit zu beinflussen. Das kann NUR gehen wenn man die Beträge der Rs, C2 und C3 genauso verändert dass tau_R/tau_P unverändert bleibt... das sagt zumindest die Mathemtaik für F1(w): die Kurvenform kann nur von dem Verhältnis tau_P/tau_R abhängen.

PS: bessere Parameter sind vielleicht w0 = 1/sqrt(tau_P*tau_R) und t1 = sqrt(tau_P/tau_R); t1 legt dann die Kurvenform fest, w0 verschiebt sie auf der w Achse.

Zitat

C2 und C3 könnte man auch messen ohne Auslöten: Leiterbahn(en) zwischen den Kondensatoren und R4 auftrennen...
aber dann ist das Ding ja auch verhunzt... ;(

Wenn ich mit meinem Gebastel an dem Ding fertig bin, werde ich die C's messen, versprochen, aber erst dann, OK?

Olli

haschenk

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46

Mittwoch, 12. Mai 2010, 02:33

Hallo Olli,

schau dir mal das angehängte Bild an.
Für die 4 Kurven ist konstant gehalten: R3 = 40k, R4 = 300k, R3/R4 = 0.1333

Variiert (Kurven von links): C2 = C3 = 1.2µ, 0.4µ, 0.15µ, 0.05µ

Zitat

Wenn ich mit meinem Gebastel an dem Ding fertig bin, werde ich die C's messen, versprochen, aber erst dann, OK?

OK. Wenn´s dann soweit ist:
Stoplack abkratzen, mit scharfem (Balsa- o.ä.)Messer quer durchschneiden; 2 Schnitte sollten reichen. Nach dem Messen die Schnittgrate runterdrücken und Lötzinn drauf.

Gruß,
Helmut
»haschenk« hat folgendes Bild angehängt:
  • Amplitudengänge.gif

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »haschenk« (12. Mai 2010, 02:33)


47

Mittwoch, 12. Mai 2010, 08:32

Hey Helmut,

ups... diese Kurven überraschen mich jetzt zugegebener massen... diese Kurvenform hätte ich nicht für "möglich" gehalten, z.B., warum gehen die nicht auf Null bei hohen Frequenzen? :verwirr: muss ich nacher mal mit deinen Werten ausprobieren

ansonsten hätte ich gesagt: klar
für C1=C2 finden wir für t1^2 = tau_P/tau_R = 4 R3/R4, welches also unabhängig von C ist, und damit die Kurvenform unabhängig von C. Für diesen speziellen Fall hängt also die Kurvenform tatsächlich nur von R3/R4 ab, ABER man muss C2 und C3 gleichmässig verändern um die Kurve zu verschieben.
Versuche mal was passiert wenn du z.B. C2 festlässt, und nur C3 veränderst

Zitat

OK. Wenn´s dann soweit ist:
wenn es soweit ist denke ich werde ich deinem ersten Vorschlag folgen: auslöten, messen, und versuchen wieder einzulöten.

Olli

EDIT: mir ist gerade eingefallen dass die Kurven für das zweite Beispiel oben eigentlich genau für C2=C3 sein sollten (C_P=4C_R), schauen also ganz anders aus. Das F1 was ich genommen habe ist dort aus dem Text zu lesen.

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »OlliW« (12. Mai 2010, 08:46)


48

Mittwoch, 12. Mai 2010, 09:05

Also, die kurven sehen ja ziemlich steil aus. Ich habe da nur einen kleinen Teil um den positiven Scheitelpunkt herum in den Grafiken erfasst.
Als ich log über einen viel größeren Bereich gewobbelt habe, erhielt ich eine glockenförmige / oder Zwiebelturm-förmige Kurve.

49

Mittwoch, 12. Mai 2010, 09:55

hey Zusammen,
also, irgendwie scheinen wir noch nicht exakt über das Selbe zu reden...
für die Parameter von Helmut erhalte ich die Bilder unten:
1. Zeile Abs( Z(w) ) und Arg( Z(w) )
2. Zeile Abs( F1(w) ) und Arg( F1(w) )

Zitat

erhielt ich eine glockenförmige / oder Zwiebelturm-förmige Kurve.
in der Messung o. in der Rechnung? zwiebelturmförmig: wie sieht so etwas aus?

EDIT: Bilder verschwinden bei edit wohl, deswegen nochmals...
»OlliW« hat folgende Bilder angehängt:
  • ESkyFilter03.jpg
  • ESkyFilter03.jpg

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »OlliW« (12. Mai 2010, 09:57)


50

Mittwoch, 12. Mai 2010, 10:00

Zitat

Original von OlliW

Zitat

erhielt ich eine glockenförmige / oder Zwiebelturm-förmige Kurve.
in der Messung o. in der Rechnung? zwiebelturmförmig: wie sieht so etwas aus?

Messung natürlich ;)
Sieht aus wie bei dir (b) also 1.Reihe/rechte Grafik.

haschenk

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51

Mittwoch, 12. Mai 2010, 14:24

Hallo,

zum Kurvenverlauf:
Konstant: C2 = C3 = 0.20µ, R3 = 40 k
Variabel: R4 = 300k, 200k, 100k, 40k

Gruß,
Helmut
»haschenk« hat folgendes Bild angehängt:
  • Amplitudengänge2.gif

52

Mittwoch, 12. Mai 2010, 16:39

Helmut,
gebe doch bitte mal die von dir benutzte Funktion an,
deine und meine Übertragungsfunktion sind nicht die Selben
Olli

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »OlliW« (12. Mai 2010, 16:41)


haschenk

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53

Mittwoch, 12. Mai 2010, 18:41

Hallo Olli,

eigentlich sollten wir gleiche Frequenzgänge haben; ich bin von deinen Formeln ausgegangen. Ich habe dann MathCad automatisch einsetzen und vereinfachen lassen, damit alles in einer Formel steht.
Fehler dabei von mir oder vom Prog kann ich natürlich nicht ausschließen. Ich werde es auch nochmal überprüfen.
Im Anhang die Formeln mit Beispielwerten.


Gruß,
Helmut
»haschenk« hat folgendes Bild angehängt:
  • Amplitudengang.gif

54

Mittwoch, 12. Mai 2010, 19:14

aha... ne, die Gleichungen für Ua sind die Selben, nur ich habe mir das Übetragungsverhalten für den "signaltragenden Teil" U_e-U_ref (im Bezug aufs erste Schaltbild) bzw nur U_e (in Bezug aufs zweite Schaltbild) angesehen. Ich verstehe nicht ganz was du machst:

i) so wie du das rechnest nimmst du an dass U_ref, genauso wie U_ein mit der Frequenz w oszilliert, die Amplitude des Anteils der Referenzspannung die mit w oszilliert hat aber hoffentlich eine viel kleinere Amplitude als der DC-Anteil der Ref-Spannung, im Idealfall einer rauschfreien Ref-Spannung sollte die Amplitude der Ref-Spannung 0 sein wenn w>0, also U_ref(w) = U_ref delta(w). IMHO ist das unrealistisch was du betrachtest.

ii) warum nimmst du (Ua/Ue)^2 und nicht den Betrag von Ua/Ue?

haschenk

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55

Donnerstag, 13. Mai 2010, 00:58

Hallo Olli,

Zitat


i) so wie du das rechnest nimmst du an dass U_ref, genauso wie U_ein mit der Frequenz w oszilliert

Ich nehme dazu nichts an; mir ist das auch schon aufgefallen...
Aber mit
Uaus = 1/(1+R3/Z) Uein + 1/(1+Z/R3) Uref
ist der Grundstein dazu im 2.Term schon gelegt. Die Frequenzabhängigkeit kommt dann formal zwangsläufig rein.

Ob man deshalb nicht schon den Ansatz ändern sollte ?

Kannst du die Ableitung deiner Formeln angeben ? Bei mir stimmt da was noch nicht (völlig unplausibles Ergebnis); deshalb hatte ich einfach mal deine 2 Formeln genommen...

Zitat


ii) warum nimmst du (Ua/Ue)^2 und nicht den Betrag von Ua/Ue?

Klarer Fall, ist falsch, Betrag wäre richtig, werde ich ändern.

Gruß,
Helmut

56

Donnerstag, 13. Mai 2010, 02:02

Zitat

Ich nehme dazu nichts an
ich meine doch, zumindest implizit. Eigentlich ist ja Uein(w) und Uref(w) gemeint, d.h. Uein und Uref sind die Amplituden bei der Frequenz w. So wie du das ansetzt berechnest du aber nicht die Übertragungsfunktion, sondern die tatsächlich resultierende Spannung (auf eine Konstante normiert), und da Uref bei grossen w keine Amplitude haben sollte, sollte 0 für diesen Teil rauskommen. Kann man sich vielleicht auch plaussibel machen wenn man zum Spass Uein = 0 setzt, dann ist die Übertragungsfunktion ein Hochpass, und für eine DC-Spannung sollte dann Null rauskommen, was aber so wie du es machst nicht passiert.

Oder mathematisch formuliert: Die Gleichung ist eigentlich zu lesen als
Uaus(w) = F1(w) Uein(w) + F2(w) Uref(w)
d.h., wenn man die Amplitude der Ausgangspannung bei der Frequenz w wissen will muss man die Amplitude der Eingansspannung bei der Frequenz w und die Amplitude der Ref-Spannung bei der Frequenz w einsetzen.

Zitat

Die Frequenzabhängigkeit kommt dann formal zwangsläufig rein.
das schon, aber bei deiner Rechnung nimmst du an dass das Verhältnis von Ue und Uref bei allen Frequenzen gleich ist.

Zitat

Ob man deshalb nicht schon den Ansatz ändern sollte ?
ist IMHO schon alles richtig so

Zitat

Kannst du die Ableitung deiner Formeln angeben
Berechnung von Z(w) reicht aus, oben liegt U an, unten Null:
I = I_C2 + I_C3 (Ströme von "oben" nach "unten" gezählt)
U_C2 = U (Spannung des -Pin liegt auf der des +Pins, also Null)
U_C3 = U - U_Opaus
U_R4 = U_Opaus (Strom durch R4 von "rechts" nach "links" gezählt, Spannung am -Pin ist Null)
I_C2 + I_R4 = 0 (kein Strom in den -Pin des OPs)

I_C2 = U_C2/ Z_C2
I_C3 = U_C3/ Z_C3
I_R4 = U_R4/R4

U_Opaus, U_R4, und I_R4 eliminieren
=> U_C3 = U + R4 I_C2
rest eliminieren
=> I = I_C2 + (U + R4 I_C2)/Z_C3 = ( 1+ R4/Z_C3 ) I_C2 + 1/Z_C3 U = (1+R4/Z_C3)/Z_C2 U + 1/Z_C3 U
=> Z = 1/[ (1+R4/Z_C3)/Z_C2 + 1/Z_C3 ]
noch Z_C = -i/(wC) benutzt und umgestellt ergibt das obige Z(w)

RudiRolf

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57

Donnerstag, 13. Mai 2010, 17:15

Hallo Olli W

So ähnlich ist die Schaltung meines equalizer s

http://sound.westhost.com/project28.htm

meine Schaltung muss ich erst einscannen und von meinem reingesudel befreien danach kann ich sie dir per PN hoffentlich zuschicken denn mit dem Daten hochladen bin ich noch nicht fit
MfG
Rudi

58

Donnerstag, 13. Mai 2010, 17:51

Hey Rudi,
thanks für den Link (ein Bild hochladen ist einfach, unten bei "Antwort erstellen" bei Dateianhang...). Der aktive Teil in den dortigen Filter ist IMHO nichts anders als der übliche Gyrator, vergleiche z.B. mit dem Bild hier, dass ist das was man so kennt. Die "Chinesen"-Schaltung ist dem gegenüber aber doch deutlich anders aufgebaut, und gibt auch eine ganz andere Übetragungsfunktion. Der Gyrator verhält sich wie eine Induktivität, die Chinesen Schaltung zunächst wie eine Kapazität und bei hohen Frequenzen wie etwas was ich nicht wüsste wie man es durch passive Teile ausdrücken würde.
Olli

haschenk

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59

Donnerstag, 13. Mai 2010, 21:06

Hallo Olli,

danke für deine Formeln.

Daß du die Spannungen auf den OpAmp-Eingang (d.h. Uref) beziehst, ist etwas unüblich, aber natürlich möglich. Wer das nicht weiß, wundert sich erst mal.
Bei den Ingenieuren ist "Masse" ("GND") als Bezugspotential üblich.

Gruß,
Helmut

60

Donnerstag, 13. Mai 2010, 22:07

Hallo Helmut,

Zitat

Bei den Ingenieuren ist "Masse" ("GND") als Bezugspotential üblich.
ich weis jetzt ehrlich gesagt nicht was ich mit der Bemerkung anfangen soll, ich bin mir sicher das auch Ingenieure zum Schluss kommen dass eine Gleichspannung keinen Beitrag zum Signal bei hohen Frequenzen macht. Tatsächlich dachte ich das man gerade in Ingenieurbüchern die Überlegung findet dass für die Wechselstrombetrachtung Gleichspannungsquellen als kurzgeaschlossen zu betrachten sind, nichts anderes habe ich versucht auszudrücken. :)
Aber ich denke die Funktion der Schaltung ist jetzt eigenlich ziemlich klar. :)
Olli