Signalverarbeiter
14.05.2013, 18:17 |
Filter-IC für Audio Anwendungen (Elektronik) |
Gibt es ein fertig konfiguriteres Filter IC für Audio, dass einen Analogen Datenstrom von einem DAC mit einem guten Tiefpass beaufschlagen kann? Ich brauche was sehr präsises und steilflankiges im Bereich von 20kHz oder auch 25kHz, am Besten mehrkanalig!
Die Schaltung darf ruhig aktiv sein.
Derzeit benutze ich ein diskretes aktives Filter mit einem OP, kranke aber an dem Platzbedarf.
Wäre schon wenn es da, wie bei HF fertige Bausteine gäbe. |
Kendiman
14.05.2013, 18:30
@ Signalverarbeiter
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
» Gibt es ein fertig konfiguriteres Filter IC für Audio, dass einen Analogen
» Datenstrom von einem DAC mit einem guten Tiefpass beaufschlagen kann? Ich
» brauche was sehr präsises und steilflankiges im Bereich von 20kHz oder auch
» 25kHz, am Besten mehrkanalig!
»
» Die Schaltung darf ruhig aktiv sein.
»
» Derzeit benutze ich ein diskretes aktives Filter mit einem OP, kranke aber
» an dem Platzbedarf.
»
» Wäre schon wenn es da, wie bei HF fertige Bausteine gäbe.
Hallo,
gesucht ist ein Tiefpass im Bereich von 0 Hz bis 20 kHz (25 kHz), wenn ich das richtig verstanden habe.
Welche Verstärkung ist gewünscht, welche Welligkeit im Durchlassbereich wird toleriert
und welche Flankensteilheit ist gefordert (dB/Oktave).
Gruß Kendiman |
Signalverarbeiter
14.05.2013, 18:38
@ Kendiman
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
Die Verstärkung ist zweitrangig, dass kann ich ja trimmen.
Ich komme aus meinem Block mit einem DAC raus, der keinen Aanti aliasing Filter mit eingebaut hat und momentan mit >200kHz betrieben wird. Die Grenzfrequenz meines Filters liegt bei ungefähr 30kHz, damit der ripple im Durchlassbereich gering genug ist.
Ich hätte gerne maximal 0,1dB ripple unter 15kHz und <1dB unter 20kHz - das wären so die Anforderungen. Wenn er im SPerrbereich noch zuviel ripple hätte oder zu wenig Dämpfung, könnte ich noch einen zweiten nachschalten, wenn nötigt. Gesamtdämpfng bei >50kHz brauche ich dann 90dB oder besser.
Ich habe gesehen, dass einige Audio-Wandler mit integrierten7pol-Filtern arbeiten. Ich nehme an, dass die auf dem Chip realisiert sind und schaltungsoptmiert arbeiten.
U.U. würde es mir auch helfen, eine Schaltung dafür zu bekommen. |
matzischweinchen

Aachen, 14.05.2013, 18:54
@ Signalverarbeiter
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
»
» Ich hätte gerne maximal 0,1dB ripple unter 15kHz und <1dB unter 20kHz - das
» wären so die Anforderungen.
0,1dB? Du meinst wohl eher -10dB, oder nicht? Und 1dB meinste sicher 0dB? Weil -10dB ist Faktor 0,1 und 0dB ist Faktor 1.
Wenn er im SPerrbereich noch zuviel ripple
» hätte oder zu wenig Dämpfung, könnte ich noch einen zweiten nachschalten,
» wenn nötigt. Gesamtdämpfng bei >50kHz brauche ich dann 90dB oder besser.
»
» Ich habe gesehen, dass einige Audio-Wandler mit integrierten7pol-Filtern
» arbeiten. Ich nehme an, dass die auf dem Chip realisiert sind und
» schaltungsoptmiert arbeiten.
»
» U.U. würde es mir auch helfen, eine Schaltung dafür zu bekommen.
Es gibt von Maxim ICs, mit denen man Tschebyscheff, Bessel, etc.pp., halt das ganze Programm, realisieren kann. Ein IC aus dieser Reihe ist glaube ich der MAX275 oder so. Da muß man auch nur sehr wenige externe Bauteile anschließen, ich glaube sogar nur Widerstände, so 8 oder 10. Und in den jeweiligen Datasheets sind auch Applikationen drin.
Dittsche würde sagen: "Es bleibt mir doch unbenommen, eine grossartige Verperlung damit zu zaubern!" Und Kröti würde sagen "halt die Klappe, ich hab' Feierabend!". --
Greets from Aix-la-chapelle
Matthes |
Signalverarbeiter
14.05.2013, 19:28
@ matzischweinchen
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
» 0,1dB? Du meinst wohl eher -10dB, oder nicht? Und 1dB meinste sicher 0dB?
Ich meinte +/- 0,1 dB Abschweichung von der 0dB-Linie im Durchlassbereich, also möglichst geradlinig. Die Quelle ist auch nicht rippeliger 
»Aix la chappelle
Tu travaille en France? |
schaerer

Kanton Zürich (Schweiz), 14.05.2013, 19:35
@ Signalverarbeiter
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
» Gibt es ein fertig konfiguriteres Filter IC für Audio, dass einen Analogen
» Datenstrom von einem DAC mit einem guten Tiefpass beaufschlagen kann? Ich
» brauche was sehr präsises und steilflankiges im Bereich von 20kHz oder auch
» 25kHz, am Besten mehrkanalig!
All das kann ich Dir nicht bieten. Wie aber schon Matzischweinchen Dich auf MAXIM verwies, tu ich das auch. Es geht dabei um sogenannte Switched-Capacitor-Tiefpassfilter. Erfahrung habe ich hauptsächlich mit dem MAX293 mit einer Grenzfrequenzsteilheit von 100 dB/Oktave (Stopp-Band bei ca. -80 dB).
Deinem Wunsch nach besonders wenig Rippel im Durchlassbereich, kann der MAX293 mit 0.15 dB nicht so ganz mithalten:
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/maxim/MAX293-MAX297.pdf
Was Du mit keinem Wort erwähnst ist der Phasenverlauf. Gerade in der Region nicht weit von der Grenzfrequenz im Durchlassbereich, ist der Phasenverlauf ziemlich nichtlinear, wenn das Filter eine hohe Güte (so in Richtung elliptisches Filter) aufweist. Dies trifft auf den MAX293 zu, der mit einer Ordnungszahl von nur 8 die enorme Grenzfrequenzsteilheit von 100 dB/Oktave aufweist.
So funktioniert es halt fast in allem: Alles kann man nicht haben.
Du müsstest Dich bei MAXIM vielleicht noch weiter umsehen...
Bei LTC gibt es auch SC-Filter...
» Derzeit benutze ich ein diskretes aktives Filter mit einem OP, kranke aber
» an dem Platzbedarf.
Also ein rein analoges TP-Filter?. Wie hoch hast Du hier die Ordnung "hochgetrieben"? Du kannst mit diesen Filtern kaum das erreichen was der MAX293 bietet, weil die Bauteilsensivität enorm gross wird. Da kannst Du gleich eine Voliere kaufen für die vielen Vögel die Du bei dieser extrem mühsamen Arbeit kriegen wirst.
Falls Dich die SC-Technik interessiert, kann ich Dir, beginnend mit einer Einführung, meine SC-Filter-Elektronik-Minikurse empfehlen. Das sind alles Inhalte von frueher realisierten Projekten:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/index.htm#filters
Ich wünsche Dir bei Deiner Arbeit viel Erfolg.  -- Gruss
Thomas
Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9 |
Kendiman
14.05.2013, 19:51
@ Signalverarbeiter
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
» Die Verstärkung ist zweitrangig, dass kann ich ja trimmen.
»
» Ich komme aus meinem Block mit einem DAC raus,
»
Soll wohl heißen: aus meinem DAC (Digital-Analog-Converter) kommt eine Gleichspannung heraus.
»
» der keinen Anti aliasing Filter mit eingebaut hat und momentan mit >200kHz betrieben wird.
» Die Grenzfrequenz meines Filters liegt bei ungefähr 30kHz, damit der ripple im
» Durchlassbereich gering genug ist.
»
Sicherlich könnte die Grenzfrequenz des Filters viel niedriger sein.
Dann ist auch die Dämpfung größer.
»
» Ich hätte gerne maximal 0,1dB ripple unter 15kHz und <1dB unter 20kHz -
»
das ist keine Angabe!
Dezibel ist ein Spannungsverhältnis. Dazu benötigt man die Bezugsspannung
Ein Filter mit 60 dB filtert um den Faktor 1000.
Was aus dem Filter herauskommt ist 1000 mal geringer.
»
» das wären so die Anforderungen. Wenn er im SPerrbereich noch zuviel ripple
» hätte oder zu wenig Dämpfung, könnte ich noch einen zweiten nachschalten,
» wenn nötigt. Gesamtdämpfng bei >50kHz brauche ich dann 90dB oder besser.
»
90 dB Dämpfung für ein Filter ist sehr unrealistisch. Die Ripple müssten dann um den Faktor 1/32000 kleiner sein.
Dazu schleichen sich zu viele Ripple über andere Wege vorbei. Ist sehr stark vom Aufbau abhängig.
»
» Ich habe gesehen, dass einige Audio-Wandler mit integrierten7pol-Filtern
» arbeiten. Ich nehme an, dass die auf dem Chip realisiert sind und
» schaltungsoptmiert arbeiten.
»
» U.U. würde es mir auch helfen, eine Schaltung dafür zu bekommen.
Gruß Kendiman |
Signalverarbeiter
14.05.2013, 19:59
@ schaerer
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
Danke für die guten Tipps an euch beide. Die Maximbausteine habe ich mir angesehen, da sollte sich was finden lassen. Was ich an Phasenverhalten tolerieren kann, weiss ich noch nicht genau, muss ausprobiert werden. |
schaerer

Kanton Zürich (Schweiz), 14.05.2013, 20:36
@ Signalverarbeiter
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
» Danke für die guten Tipps an euch beide. Die Maximbausteine habe ich mir
» angesehen, da sollte sich was finden lassen. Was ich an Phasenverhalten
» tolerieren kann, weiss ich noch nicht genau, muss ausprobiert werden.
Und vergiss dabei nicht, dass das SC-TP-Filter selbst vom Abtast-Theorem betroffen ist, weil es ein abgetastetes System ist. Da die Abtastfrequenz jedoch im Verhältnis zur Signalgrenzfrequenz sehr hoch ist, kann das analoge Antialiasing-TP-Filter ganz einfach sein, wenn die Signalgrenzfrequenz in nur einem kleinen Bereich variiert wird.
Am Ausgang eines jeden SC-TP-Filter gibt es feine Stufen durch die Abtastung. Auch diese sollte man eben mit mindest einfachen Mitteln analog TP-filtern (Smoothing-TP). Es gibt aber noch ein anderes Störsignal, der sogannte Clock-Feedthrough, der eigentlich Abtast-Feedthrough heissen müsste.
Warum gibt es da einen Unterschied? Ganz einfach. Es gibt SC-Tiefpassfilter, die haben intern zwischen dem Clockeingang und der Nonoverlapping-Schaltung noch ein Toggle-Flipflop geschaltet. Da ist die Clockfrequenz dopelt so wie die Abtastfrequenz. Das hat den Vorteil, dass der Schaltungsentwickler nicht drauf achten muss, dass ein bestimmter Bereich des Tastgrades eingehalten werden muss.
All dies, was ich jetzt grad angedeutet habe, liest Du in den SC-Filter-Elektronik-Minikursen in den Details. -- Gruss
Thomas
Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9 |
Signalverarbeiter
14.05.2013, 22:32
@ Kendiman
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
»» Ich komme aus meinem Block mit einem DAC raus,
» Soll wohl heißen: aus meinem DAC (Digital-Analog-Converter) kommt eine Gleichspannung heraus.
Nein, nein - es kommt eine digitale Wechsel-"spannung" aus meinem Signalverarbeitungsblock, der auf den DAC geht.
»» Die Grenzfrequenz meines Filters liegt bei ungefähr
»» 30kHz, damit der ripple im Durchlassbereich gering
»» genug ist.
» Sicherlich könnte die Grenzfrequenz des Filters viel
» niedriger sein.
Solange der ripple klein genug bleibt, gerne
» Dann ist auch die Dämpfung größer.
Im Sperrbereich, ja klar, aber da ich sehr hoh abtasten kann, ist der mein kleineres Problem. |
geralds

Wien, AT, 14.05.2013, 22:42
@ Signalverarbeiter
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DAC |
Hi,
Hat dein DAC auch einen Namen, oder heißt er nur DAC?
Gerald
--- -- ...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!" |
otti

D, 14.05.2013, 22:59
@ Signalverarbeiter
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
» »» Ich komme aus meinem Block mit einem DAC raus,
» » Soll wohl heißen: aus meinem DAC (Digital-Analog-Converter) kommt eine
» Gleichspannung heraus.
» Nein, nein - es kommt eine digitale Wechsel-"spannung" aus meinem
» Signalverarbeitungsblock, der auf den DAC geht.
»
»
»
» »» Die Grenzfrequenz meines Filters liegt bei ungefähr
» »» 30kHz, damit der ripple im Durchlassbereich gering
» »» genug ist.
» » Sicherlich könnte die Grenzfrequenz des Filters viel
» » niedriger sein.
» Solange der ripple klein genug bleibt, gerne
»
» » Dann ist auch die Dämpfung größer.
» Im Sperrbereich, ja klar, aber da ich sehr hoh abtasten kann, ist der mein
» kleineres Problem.
Das ist ein Thema von meinem Sohn, der dort auch mitreden kann. Schau, wie er es an einem Paar realisiert hat.
Hier seine letzte Arbeit.
http://www.aktives-hoeren.de/viewtopic.php?f=37&t=3850 -- Gruß
otti
_____________________________________
E-Laie aber vielleicht noch lernfähig |
matzischweinchen

Aachen, 15.05.2013, 01:37
@ geralds
|
DAC |
» Hi,
»
» Hat dein DAC auch einen Namen, oder heißt er nur DAC?
»
» Gerald
» ---
Vielleicht heißt er "Donald Dac"  --
Greets from Aix-la-chapelle
Matthes |
schaerer

Kanton Zürich (Schweiz), 15.05.2013, 08:19 (editiert von schaerer am 15.05.2013 um 08:50)
@ matzischweinchen
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DAC und "Oef oef, que lac je..." |
» » » Hi,
» »
» » Hat dein DAC auch einen Namen, oder heißt er nur DAC?
» »
» » Gerald
» » ---
»
» Vielleicht heißt er "Donald Dac" 
Gerald meinte wohl, welche Bezeichnung der DAC hat? Wenn man das weiss, kann man nämlich auch ein Datenblatt konsultieren.
» Le boeuf - der Ochs', la vache - die Kuh, fermez-la-porte! - Die Türe zu!
Dein Französisch ist bemerkenswert. So bitte ich Dich bitteschön mir zu helfen und übersetze die folgenden zwei Begriffe:
* Oef oef, que lac je.
* Je feuille. -- Gruss
Thomas
Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9 |
Kendiman
15.05.2013, 08:54 (editiert von Kendiman am 15.05.2013 um 11:38)
@ Signalverarbeiter
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Filter-IC für Audio Anwendungen |
» »» Ich komme aus meinem Block mit einem DAC raus,
» » Soll wohl heißen: aus meinem DAC (Digital-Analog-Converter) kommt eine
» Gleichspannung heraus.
» Nein, nein - es kommt eine digitale Wechsel-"spannung" aus meinem
» Signalverarbeitungsblock, der auf den DAC geht.
»
»
»
» »» Die Grenzfrequenz meines Filters liegt bei ungefähr
» »» 30kHz, damit der ripple im Durchlassbereich gering
» »» genug ist.
» » Sicherlich könnte die Grenzfrequenz des Filters viel
» » niedriger sein.
» Solange der ripple klein genug bleibt, gerne
»
» » Dann ist auch die Dämpfung größer.
» Im Sperrbereich, ja klar, aber da ich sehr hoh abtasten kann, ist der mein
» kleineres Problem.
Hallo,
wo im Bild soll ein Filter eingefügt werden ?
Wie groß sind die Ripple ohne Filter ?
Welche Frequenz hat das analoge Signal ?
Gruß Kendiman
 |
matzischweinchen

Aachen, 15.05.2013, 12:21
@ schaerer
|
DAC und "Oef oef, que lac je..." |
»
» » Le boeuf - der Ochs', la vache - die Kuh, fermez-» » » » la-porte! - Die Türe
» zu!
»
» Dein Französisch ist bemerkenswert.
So? Ich glaube aber dass Du besser Französisch kannst als Schwyzer Almöhi, oder? 
» So bitte ich Dich » » bitteschön mir zu
» helfen und übersetze die folgenden zwei Begriffe:
»
» * Oef oef, que lac je.
» * Je feuille.
Weiß ich nicht, musst Du kucken! Guggs Du!!!  --
Greets from Aix-la-chapelle
Matthes |