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Taki(R)

24.01.2011,
18:04
 

SC-Filter 1. Ordnung (Elektronik)

Moin.

Ich habe im Upload eine Kombination aus meinen Skript/Seminarunterlagen liegen. Schwarz umrandet ist die gestellte Aufgabe und rot umrandet die Lösung aus dem Skript. Ich schaffe es einfach nicht, den richtigen Ansatz für die Herleitung zu finden. Vielleicht kann mir da jemand weiterhelfen? Vielen Dank.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
24.01.2011,
19:18

@ Taki

SC-Filter 1. Ordnung

» Ich habe im Upload eine Kombination aus meinen Skript/Seminarunterlagen
» liegen. Schwarz umrandet ist die gestellte Aufgabe und rot umrandet die
» Lösung aus dem Skript. Ich schaffe es einfach nicht, den richtigen Ansatz
» für die Herleitung zu finden. Vielleicht kann mir da jemand weiterhelfen?

Also, ein Übertragungsfunktions-Jongleur bin ich nicht gerade. Zunächst mal etwas anderes:



Ist SC-Filter absolutes Neuland?

Wenn ja, erkennst Du denn wo versteckt der (simulierte) Widerstand des SC-Integrators drinsteckt?

Was ich Dir in dem Fall, wenn die Materie für Dich neu ist mit auf den Weg geben kann, ist ein einführender praxisorientierter Elektronik-Minikurs:

"Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm

Eine Übersicht über alle SC-Filter-Minikurse:
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/#scfilters
(Da drunter hats auch enen SC-Sinusgenerator...)

--
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

Taki(R)

24.01.2011,
20:26

@ schaerer

SC-Filter 1. Ordnung

»
» Also, ein Übertragungsfunktions-Jongleur bin ich nicht gerade. Zunächst
» mal etwas anderes:

» Ist SC-Filter absolutes Neuland?
»
Ja.

» Wenn ja, erkennst Du denn wo versteckt der (simulierte) Widerstand des
» SC-Integrators drinsteckt?

Nein, auch weil mich der Begriff "simulierte Widerstand" gerade verwirrt. Meinst du die Stelle mit dem Schalter?
Was ich auch nicht so richtig begreife, warum in der Schaltung nur Widerstände dargestellt werden? Wurden die Übertragungsfunktionen nur darüber hergeleitet? Oder ist das nur eine vereinfachte Darstellung? Mich interessiert insbesondere auch, wie ich z.B. das 1/s_n oder s_n in die Formel kriege.


Danke für die weiterführenden Links. Ich werde bei Gelegenheit mal reinschauen.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
24.01.2011,
20:52
(editiert von schaerer
am 24.01.2011 um 20:53)


@ Taki

SC-Filter 1. Ordnung

» »
» » Also, ein Übertragungsfunktions-Jongleur bin ich nicht gerade. Zunächst
» » mal etwas anderes:
»
» » Ist SC-Filter absolutes Neuland?
» »
» Ja.
»
» » Wenn ja, erkennst Du denn wo versteckt der (simulierte) Widerstand des
» » SC-Integrators drinsteckt?
»
» Nein, auch weil mich der Begriff "simulierte Widerstand" gerade verwirrt.
» Meinst du die Stelle mit dem Schalter?
» Was ich auch nicht so richtig begreife, warum in der Schaltung nur
» Widerstände dargestellt werden?

Ja, das ist mir auch nicht klar.

Der Effekt des Widerstandes wird durch Cs und der Taktfrequenz mit dem elektronischen Umschalter erzeugt.

Lies hier in:
"Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
das Kapitel "Der RC- und der SC-Integrator" mit Bild 4.

Ich denke, das wird Dir weiterhelfen im Grundverständnis.

--
Gruss
Thomas

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https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
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Taki(R)

24.01.2011,
21:05

@ schaerer

SC-Filter 1. Ordnung

»
» Lies hier in:
» "Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
» das Kapitel "Der RC- und der SC-Integrator" mit Bild 4.
»
» Ich denke, das wird Dir weiterhelfen im Grundverständnis.

Ok. Ich werde mich mal damit beschäftigen.
Dank dir soweit!

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
24.01.2011,
21:39

@ Taki

SC-Filter 1. Ordnung

» »
» » Lies hier in:
» » "Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
» » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
» » das Kapitel "Der RC- und der SC-Integrator" mit Bild 4.
» »
» » Ich denke, das wird Dir weiterhelfen im Grundverständnis.
»
» Ok. Ich werde mich mal damit beschäftigen.
» Dank dir soweit!

Dienstag und Mittwoch werde ich für's ELKO-Forum weniger Zeit haben. Nur noch einmal das, wenn es mathematisch in die Tiefe geht, also Übertragungsfunktionen, bin ich nicht die richtige Anlaufstelle. Da gibt es andere hier, die mehr drauf haben. Hingegen beim praktischen Umgang mit SC-Filtern habe ich reichliche Erfahrungen auch mit den Seiteneffekten wie z.B. Clock-Feedthrough, frequenzabhängiger DC-Offset, Alias-Effekte, Non-Overlapping u.s.w.

--
Gruss
Thomas

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Altgeselle(R)

E-Mail

24.01.2011,
22:49

@ schaerer

SC-Filter 1. Ordnung

» » »
» » » Lies hier in:
» » » "Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
» » » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
» » » das Kapitel "Der RC- und der SC-Integrator" mit Bild 4.
» » »
» » » Ich denke, das wird Dir weiterhelfen im Grundverständnis.
» »
» » Ok. Ich werde mich mal damit beschäftigen.
» » Dank dir soweit!
»
» Dienstag und Mittwoch werde ich für's ELKO-Forum weniger Zeit haben. Nur
» noch einmal das, wenn es mathematisch in die Tiefe geht, also
» Übertragungsfunktionen, bin ich nicht die richtige Anlaufstelle. Da gibt
» es andere hier, die mehr drauf haben. Hingegen beim praktischen Umgang mit
» SC-Filtern habe ich reichliche Erfahrungen auch mit den Seiteneffekten wie
» z.B. Clock-Feedthrough, frequenzabhängiger DC-Offset, Alias-Effekte,
» Non-Overlapping u.s.w.
Hallo,
schau doch mal im Tietze Schenk nach, z.B. 11. Auflage,
Kapitel 13.12.2 und folgende.
Die Schaltbilder sind daraus "entnommen" und die
korrekte Übertragungsfunktion steht auch da.
Grüße
Altgeselle

Taki(R)

25.01.2011,
00:19

@ Altgeselle

SC-Filter 1. Ordnung

» Hallo,
» schau doch mal im Tietze Schenk nach, z.B. 11. Auflage,
» Kapitel 13.12.2 und folgende.
» Die Schaltbilder sind daraus "entnommen" und die
» korrekte Übertragungsfunktion steht auch da.
» Grüße
» Altgeselle

Ja Klasse, die aktuelle Ausgabe ist auch ausleihbar.
Vielen Dank, ich schau mal rein.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
25.01.2011,
09:21

@ Altgeselle

SC-Filter 1. Ordnung

» » » »
» » » » Lies hier in:
» » » » "Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
» » » » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
» » » » das Kapitel "Der RC- und der SC-Integrator" mit Bild 4.
» » » »
» » » » Ich denke, das wird Dir weiterhelfen im Grundverständnis.
» » »
» » » Ok. Ich werde mich mal damit beschäftigen.
» » » Dank dir soweit!
» »
» » Dienstag und Mittwoch werde ich für's ELKO-Forum weniger Zeit haben.
» Nur
» » noch einmal das, wenn es mathematisch in die Tiefe geht, also
» » Übertragungsfunktionen, bin ich nicht die richtige Anlaufstelle. Da
» gibt
» » es andere hier, die mehr drauf haben. Hingegen beim praktischen Umgang
» mit
» » SC-Filtern habe ich reichliche Erfahrungen auch mit den Seiteneffekten
» wie
» » z.B. Clock-Feedthrough, frequenzabhängiger DC-Offset, Alias-Effekte,
» » Non-Overlapping u.s.w.
» Hallo,
» schau doch mal im Tietze Schenk nach, z.B. 11. Auflage,
» Kapitel 13.12.2 und folgende.
» Die Schaltbilder sind daraus "entnommen" und die
» korrekte Übertragungsfunktion steht auch da.

Die Quellen von
http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
Kapitel "Der RC- und der SC-Integrator" mit Bild 4 stammen aus andern Quellen (Vorlesungsscript), aber es ist logisch, dass es auf selbe herauskommen muss... ;-)

In der Tietze-Schenk-Ausgabe Nr. 9 ist es das Kapitel 14.12., falls Taki diese Buchausgabe haben sollte.

Es gibt übrigens auch im Minikurs ein kleines Kapitel zu Tietze-Schenk in: "Internet und Literatur zu SC-Filtern und Bauteile".

Das Problem ist halt, dass man sich zumindest die Minimalmühe machen sollte zumindest das Inhaltsverzeichnis durchzulesen. Es ist dort der zweitletzte Eintrag.

Weiterhin viel Spass mit SC-Filter. :-D

--
Gruss
Thomas

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https://tinyurl.com/fumtu5z9

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
25.01.2011,
09:24

@ Taki

SC-Filter 1. Ordnung

» »
» » Lies hier in:
» » "Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
» » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
» » das Kapitel "Der RC- und der SC-Integrator" mit Bild 4.
» »
» » Ich denke, das wird Dir weiterhelfen im Grundverständnis.
»
» Ok. Ich werde mich mal damit beschäftigen.
» Dank dir soweit!

Schau mal in dieses Posting:
http://www.elektronik-kompendium.de/forum/forum_entry.php?id=136631&page=0&order=time&descasc=DESC&category=all

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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Harald Wilhelms(R)

E-Mail

25.01.2011,
10:32
(editiert von Harald Wilhelms
am 25.01.2011 um 10:33)


@ schaerer

SC-Oszillator

» Was ich Dir in dem Fall, wenn die Materie für Dich neu ist mit auf den Weg
» geben kann, ist ein einführender praxisorientierter Elektronik-Minikurs:
»
» "Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
»
» Eine Übersicht über alle SC-Filter-Minikurse:
» http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/#scfilters
» (Da drunter hats auch enen SC-Sinusgenerator...)

Hallo Thomas,
ich habe gerade Deinen Artikel über Sinusgeneratoren
gelesen. Meinst Du, man könnte das SC-Prinzip auch
direkt zur (Frequenz-)Steuerung eines Wienbrücken-
Oszillators verwenden? Das hätte dann ja den Vorteil,
das der Gleichlauf ziemlich exakt wäre und damit die
Amplitudenregelung einfacher wäre.
Gruss
Harald

Taki(R)

25.01.2011,
13:33

@ schaerer

SC-Filter 1. Ordnung

»
» In der Tietze-Schenk-Ausgabe Nr. 9 ist es das Kapitel 14.12., falls Taki
» diese Buchausgabe haben sollte.
»
» Es gibt übrigens auch im Minikurs ein kleines Kapitel zu Tietze-Schenk in:
» "Internet und Literatur zu SC-Filtern und Bauteile".
»
» Das Problem ist halt, dass man sich zumindest die Minimalmühe machen
» sollte zumindest das Inhaltsverzeichnis durchzulesen. Es ist dort der
» zweitletzte Eintrag.
»
Dass es immer gleich heißen muss, man würde sich nicht die Mühe machen. Ich hatte lediglich gestern Abend noch net so schnell die Zeit dafür :) und da kam schon der Beitrag von Altgeselle. Ich danke euch nochmal fü eure Mühe. Jedenfalls hab ich jetzt die aktuelle Ausgabe vor mir liegen und werde mal reinschauen.
Bis denn.


» Weiterhin viel Spass mit SC-Filter. :-D

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
25.01.2011,
21:02

@ Harald Wilhelms

SC-Oszillator

» » Was ich Dir in dem Fall, wenn die Materie für Dich neu ist mit auf den
» Weg
» » geben kann, ist ein einführender praxisorientierter
» Elektronik-Minikurs:
» »
» » "Das SC-Filter, eine kurze Einführung"
» » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/scf1.htm
» »
» » Eine Übersicht über alle SC-Filter-Minikurse:
» » http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/#scfilters
» » (Da drunter hats auch enen SC-Sinusgenerator...)
»
» Hallo Thomas,
» ich habe gerade Deinen Artikel über Sinusgeneratoren
» gelesen. Meinst Du, man könnte das SC-Prinzip auch
» direkt zur (Frequenz-)Steuerung eines Wienbrücken-
» Oszillators verwenden?

Man müsste die frequenzbestimmenden Teile in SC-Technik umdimensionieren. Das ist aber harte Knochenarbeit...

» Das hätte dann ja den Vorteil,
» das der Gleichlauf ziemlich exakt wäre und damit die
» Amplitudenregelung einfacher wäre.

Hmmm, blicke ich jetzt nicht durch. Ich verstehe nicht, warum es denn überaupt eine Wienbrücke sein muss? Meinst wegen dem niedrigeren Klirrfaktor?

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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Harald Wilhelms(R)

E-Mail

25.01.2011,
22:21

@ schaerer

SC-Oszillator

» » Hallo Thomas,
» » ich habe gerade Deinen Artikel über Sinusgeneratoren
» » gelesen. Meinst Du, man könnte das SC-Prinzip auch
» » direkt zur (Frequenz-)Steuerung eines Wienbrücken-
» » Oszillators verwenden?
»
» Man müsste die frequenzbestimmenden Teile in SC-Technik umdimensionieren.
» Das ist aber harte Knochenarbeit...

Nun, ich weiss zwar grundsätzlich, wie die SC-Technik
funktioniert, habe aber praktisch damit noch nicht
gearbeitet.

» » Das hätte dann ja den Vorteil,
» » das der Gleichlauf ziemlich exakt wäre und damit die
» » Amplitudenregelung einfacher wäre.
»
» Hmmm, blicke ich jetzt nicht durch. Ich verstehe nicht, warum es denn
» überaupt eine Wienbrücke sein muss? Meinst wegen dem niedrigeren
» Klirrfaktor?

Wenn man einen Klirrfaktor von << 1% haben will, kommt
man an der Wienbrücke nicht vorbei. Typische Doppel-
Potis haben aber keinen sehr guten Gleichlauf. D.h.
die Dämpfung ist nicht mehr genau 3 und dann kommt die
Regelung ins Schwitzen. Das wirkt sich dann auch auf den
Klirrfaktor aus. Wie der Sinus nach einem Rechteck
und nachgeschalteten SC-Filter aussieht, weiss ich nicht.
Könnte aber sein, das der dann doch eher in der Grössen-
ordnung von Funktionsgeneratoren, also eher bei ca.
1% liegt.
Gruss
Harald

klausthal(R)

25.01.2011,
22:30
(editiert von klausthal
am 25.01.2011 um 22:40)


@ Harald Wilhelms

SC-Oszillator

» » » Hallo Thomas,
» » » ich habe gerade Deinen Artikel über Sinusgeneratoren
» » » gelesen. Meinst Du, man könnte das SC-Prinzip auch
» » » direkt zur (Frequenz-)Steuerung eines Wienbrücken-
» » » Oszillators verwenden?
» »
» » Man müsste die frequenzbestimmenden Teile in SC-Technik
» umdimensionieren.
» » Das ist aber harte Knochenarbeit...
»
» Nun, ich weiss zwar grundsätzlich, wie die SC-Technik
» funktioniert, habe aber praktisch damit noch nicht
» gearbeitet.
»
» » » Das hätte dann ja den Vorteil,
» » » das der Gleichlauf ziemlich exakt wäre und damit die
» » » Amplitudenregelung einfacher wäre.
» »
» » Hmmm, blicke ich jetzt nicht durch. Ich verstehe nicht, warum es denn
» » überaupt eine Wienbrücke sein muss? Meinst wegen dem niedrigeren
» » Klirrfaktor?
»
» Wenn man einen Klirrfaktor von << 1% haben will, kommt
» man an der Wienbrücke nicht vorbei. Typische Doppel-
» Potis haben aber keinen sehr guten Gleichlauf. D.h.
» die Dämpfung ist nicht mehr genau 3 und dann kommt die
» Regelung ins Schwitzen. Das wirkt sich dann auch auf den
» Klirrfaktor aus. Wie der Sinus nach einem Rechteck
» und nachgeschalteten SC-Filter aussieht, weiss ich nicht.
» Könnte aber sein, das der dann doch eher in der Grössen-
» ordnung von Funktionsgeneratoren, also eher bei ca.
» 1% liegt.
» Gruss
» Harald

##########

vergeßt mir den guten alten xr2206 nicht: 0,5% klirr, abs amplitudenstabilität, durchstimmbar, frequenzstabil, mehrere kurvenformen etc pp. ein wunderteil!

http://www.jaycar.com.au/images_uploaded/XR2206V1.PDF

klausthal

ps wird ständig als bausatz in der bucht verhökert.

schaerer(R)

Homepage E-Mail

Kanton Zürich (Schweiz),
25.01.2011,
23:32

@ Harald Wilhelms

SC-Oszillator

» Wenn man einen Klirrfaktor von << 1% haben will, kommt
» man an der Wienbrücke nicht vorbei.

Ist das eigentlich wirklich so? Angenommen man schickt ein ideales Rechtecksignal, also Square-Wave mit exakt t/T=0.5 und konstante Amplitude durch ein relativ steilflankiges (SC-)Tiefpassfilter, das dafür sorgt, dass bei der ersten Oberwelle, also bei der 3-fachen Grundfrequenz die Dämfung mehr als 100 dB beträgt, dann wäre zumindest die Amplitude bei dieser ersten Oberwelle so gering, dass diese keinen nennswerten Klirrfaktor beitragen kann.

Mit steilflankig ist die Steilheit der Grenzfrequenz gemeint, die man z.B. in dB/Dekade oder dB/Oktave angibt. Es gibt integrierte SC-TP-Filter mit einer Steilheit von 100 dB/Oktave.

Natürlich muss man noch berücksichtigen, dass andere Faktoren zum Klirrfaktor beitragen. Allerdings liegt die spektrale Komponente weit oberhalb zur Signalfrequenz im Bereich der SC-Abtastfrequenz. Diese kann man allerdings mit einem zusätzlich einfachen analogen TP-Filter erster oder zweiter Ordnung wirksam dämpfen.

» Typische Doppel-
» Potis haben aber keinen sehr guten Gleichlauf. D.h.
» die Dämpfung ist nicht mehr genau 3 und dann kommt die
» Regelung ins Schwitzen. Das wirkt sich dann auch auf den
» Klirrfaktor aus.

Und da setzt der Punkt ein, wo ich schreibe Knochenarbeit. Es ginge da um das Subsituieren dieser beiden Potmeter durch passende SC-Komponenten. Einfach ist das nicht und es gäbe auf jedenfall nur die Methode des direkten IC-Design, weil die Probleme nur schon mit Clockfeedthrough wären sonst nicht beherrschbar.

» Wie der Sinus nach einem Rechteck
» und nachgeschalteten SC-Filter aussieht, weiss ich nicht.
» Könnte aber sein, das der dann doch eher in der Grössen-
» ordnung von Funktionsgeneratoren, also eher bei ca.
» 1% liegt.

Dazu habe ich mich weiter oben geäussert. Ich kann Dir leider nicht antworten, weil für diese vorliegende Schaltung als Demo-Modell als Teil einer SC-Filter-Vorlesung, die in jedem Frühjahr stattfindet und ich auch dieses Jahr wieder durchführen werde, ist das halt gar kein Thema. Das mit dem SC-Sinusgenerator ist lediglich sowas wie eine Zugabe um dem interessierten Studenten zu zeigen, was man mit einem SC-Tiefpassfilter auch noch anstellen kann. Hätten wir am Institut eine Klirrfaktormessbrücke zur Verfügung gehabt, hätte ich dies selbstverständlich trotzdem gemessen.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
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Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
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