Dual Passive Low Pass Filter 100Hz -1KHz


blackdog

Golden Member

Hi,

Titatommeke, het filter meette ruim voldoende met 25Ω aanstuur impedantie, deze waarde zorgt er wel voor dat het eerste deel iets lager in kantelpunt komt te liggen,
maar het tweede deel heeft hier geen last van, totaal is deze afwijking door de gebruikte aanstuur impedantie niet van belang.

En dit is nog een passief filter, ik heb hier de warden wat hoger gekozen omdat dit kan bij dit filter, en ik heb het over een 50Hz notch filter.
Dit filter is b.v. goed toepasbaar bij de metingen die gedaan worden aan gelijkrichters en dat je met b.v. de scoop naar het ringen van de trafo wilt kijken.
Ook hier zal je weer rekenning moeten houden met de ingangs impedantie van het filter.
Als je naar de ruis van een voeding wilt kijken maar de brom is nogal dominant, dan kan dit filter je ook helpen je ruis beter te meten.

De NOTCH ligt dus rond de 50Hz en door het trimmen met kleine condensatoren of een extra parallel weerstand kan je hem op precies 50Hz trimmen.
De getoonde componenten waarden waarden zijn een uitgangspunt.
Met een moderne functie generator is het heel makkelijk het filter te tunen.
Maar... maak je ze zelf niet gek, de netfrequentie zwabbert een beetje.
Bij 50 Hz moet als je de componenten uitzoekt minimaal -40dB mogelijk zijn bij 50Hz.

Ook deze keer heb ik gebruik gemaakt van de JAVA APP van Falstaf om de eerste opset te doen.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-01.png

.
De condensatoren die ik heb gebruikt zijn allen 0,15uF, en via de RCL meter heb ik uit een handvol van deze condensatoren drie setjes samengesteld.
Ook nu was het uitgangspunt de waarden beneden de 1% afwijking te maken.
Hier worden 4 condensatoren parallel getest om aan 0,6uF te komen.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-02.png

.
Dit zijn de uitgezochte waarden die rond de 50Hz moeten uitkomen en deze zet ik op een breadbord om het verder te tunen als nodig.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-03.png

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi,

Na weer een vermoeiende dag werk dat verder goed liep was het deze avond tijd voor wat electronische ontspanning.

Ik had vanochtend al de componenten dus uitgezocht om zo dicht mogelijk bij de 50Hz notch frequentie te komen.
De notch met de onderdelen op het breadbord geprikt zat op 48,1Hz, en dan ruim 40dB demping van de 50 Hz.

Dit was wat mij betreft wel in de buurt maar niet goed genoeg, ik wil tussen 49 en 51Hz wel minimaal -40dB demping hebben.
Met mijn trimcomponenten geplaatst voldoe ik hier nu net aan.

Met mijn trimcomponenten geplaatst zit de diepste nots op 50,085Hz en de notch diepte is dan ruim -72dB!
Maar eerst het schema met mijn trim componenten, als een van jullie zoiets zouden bouwen hangt het er niet vanaf of je frequentie te hoog of zoals bij mij te laag is.
Als de frequentiete laag is dan pas je de rode trim weerstanden toe zoals het schema hier onder, de waarden van de rode weerstanden zullen anders zijn voor jullie uitgezochte componenten.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-04.png

.
Dit is de maximale notch diepte meting op de analyzer, hij laat hier alleen niet de frequentie zien, maar die is zichtbaar op het volgende plaatje.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-05.png

.
De generator instelling bij maximale notch diepte, sorry voor de slechte foto.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-07.png

.
Hier is de opstelling te zien op het breadboard, de rode klem van d Analyser ziet vast aa neen vande trim weerstanden van 280K,
direct er boven is de tweede trimweerstand te zien, net boven de zwarte klem is het bruine bandje van R3 de 120K trimweerstand te zien.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-06.png

De weerstanden gaan weer in groepjes in zakjes zodat ze net zo gemonteerd op waarde worden zoals op het breadboard.
De condensaoren waren al gemerkt dus dat werk is al gedaan.

Dus zoals ik al eerder heb laten zien, met een klein beetje extra werk zoals hier het selecteren van componenten en daarna nog een beetje trimmen
kan je zeer mooie electronica projectjes bouwen.
Dit filter doet het veel beter dan in de vele handboeken vermeld staat, meestal -35 a -40dB.

Doe er je voordeel mee! :+

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi,

Vanmorgen nog een laatste meting gedaan aan het 50Hz notch filter.
Ik wou weten wat de impedantie is aan de ingang van het filter over een flink deel van het instressante frequetie gebied.
En hieronder een sweep van 10Hz tot 20KHz.

Dit is dus een impedantie sweep van 10Hz tot 20KHz bij en lichte belasting aan de uitgang van het filter, incl meetkabels.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-08.png

.
De cursor staat bij 50Hz en daar is de impedantie dus 10K en deze loopt bij lagere frequenties steeds verder op tot boven de 20K,
wat de max. meetwaarde is van het meetinstrument bij deze functie.
Er is ook wat impedantie afval te zien boven de 10KHz, dat is niet het meetinstrument, maar de meetkabels aan de uitgang van de Analyzer en de meetkabel aan de ingang van de Analyser.
Bij gebruik van een korte verbinding en een 2K2 weerstand op de generator uitgang is de frequentie sweep kaarsrecht.
Het horizontale stuk heeft een impedantie van ongeveer 2K6.

.
Hier is zichtbaar dat het aantal meetpunten dat voorhanden is bi jde gebruikte instelling, niet voldoende is om de optimale dip goed weer te geven.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-09.png

.
Nu heb ik het frequentie gebied nog kleiner gemaakt, 32,5Hz tot 100Hz en nog steeds is het diepste punt nog niet zichtbaar.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-10.png

.
En dit is bij een heel klein frequentie gebied en dat is van 48Hz tot 52Hz, dan is bijna hier diepste punt te zien welke -72,6dB was vanochtend.
Op deze foto is -70,65dB te zien als diepste punt.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-11.png

.
De rede dat ik dit laat zien is deze, vertrouw niet altijd alles wat je ziet dat je meetinstrument je verteld en controleer je meetopstelling,
vraag jezelf af, ben ik wel goed bezig?

Bij de twee metingen die ik hier vandaag laat zien heb ik een meetfout boven 10KHz bij de impedantie meting door de kabel capaciteiten,
en de afval boven de 10Khz heeft dus niets met het 50Hz notch filter te maken maar is een abbaratie van de meetsetup.

He tweede punt is de hoge eisen die gesteld worden bij het grafiesch weergeven op het scherm van mijn Analyser.
De resolutie van het scherm is niet zo goed (meetinstrument is 20 jaar oud) en de resolutie van de generator in dit meetinstrument heeft niet de resolutie
om de dip in de grafiek goed weer te genven.
En als derde hebben we dan nog de voorgeprogrammeerde stapgrote per ingesteld frequentie gebied wel ik op 75 had staan, hoger is niet mogelijk.

Het is met mijn prachtige Analyzer dus niet goed mogelijk een mooie grafiek op het display te toveren. 8)7
Maar het diepste punt vande notch frequentie is wel bepaald met behulp van dit meetinstrument, alleen de Generator functie was de SDG2042X en de Hameg HMF2525.
Beide generatoren hebben een zeer hoge resolutie voor het instellen van de frequentie welke ver voor bij de Audio Presion gaan.
De Audio Presion is wel gebruikt als hoge resolutie AC mV meter en bij deze meting in de dB stand.

Dan nog dit punt, de impedantie grafiek is ook om te bepalen hoeveel AC signaal je aan de ingang van het filter zet.
De gebruikte weerstaanden moeten wel wat vermogen kunnen dissiperen, 110V AC aan de ingang lijkt mij niet een wijs plan.
Als je niet te kleine weerstanden neemt en zoals ik er een aantal van de zelfde waarde parallel zet dan moet b.v 35V AC goed mogelijk zijn.
Dat zal ik als het filter klaar is nog wat testen mee doen.

Omdat er hier geen kleine condensator waarde worden gebuikt mag het filter hier wel aan de uitgang een "normale" BNC kabel van zeg 50cm zien.

Mooi, ik hoop dat jullie er wat van geleerd hebben...
Nu dit filter in een kastje bouwen

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
blackdog

Golden Member

Hi,

Gisterenavond heb ik de componenten op een printje gesoldeerd en een kastje uitgezocht.
Dit keer geen echt HF kastje maar een kastje waar ik ook banaan bussen in kon monteren.
Hieronder is het printje zichtbaar en het voorbereide kastje.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-14.png

.
Hier is het printje gemonteerd in het kastje, en het printje zit teken de connectoren aan gemonteerd op drie plekken en zit muurvast.
Linksonder is een weerstand van 2M2 te zien die nog is toegevoegd nadat de componenten zijn gemonteerd.
Montage op een stukje print geeft altijd een kleine verandering van de notch frequentie en de diepte hiervan.
Het breadboard heet altijd paracitaire capaciteiten en relatief hoge contact weerstanden.
Mijn opbouw op het stukje pring heb ik zo gedaan dat de paracitaire capaciteiten en weerstaden zo laag mogelijk zijn.
Door het filter te meten toen het op het printje zat en was afgekoeld van het soldeer werk bleek dat ik met één enkele weerstand de notch nog dieper kan krijgen en meer precies op 50Hz met de extra weerstand.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-15.png

.
Dit is de waarde die ik meet bij een optimaal ingestelde notch frequentie met de Siglent 16Bit functie generator.
Wat er hier dus gemeten wordt is de vervorming en andere prut die uit de genrator komt bij de hier gemeten banfbreedte van 22Hz tot 22KHZ.
Natuurlijk heb ik ook geprobeerd de generator uit de Audio Precison meetset te gebruiken, maar deze heeft niet de resolutie van een tienduizendste Hz
die nodig is, de demping bleef dan hangen rond de -75dBr bij een zo goed mogelijk ingestelde frequentie.
Wat daarbij wel opviel dat er geen prut aanwezig was in het meetresidu.
Mijn schatting is dat optimaal afgeregeld -100dBr haalbaar zou zijn.
Dat betekend wel dat er helemaal niets mag veranderen, ook je adem moet je inhouden *grin*
De oudjes onder jullie kennen misschien nog de oude Audio vervormings meters die de zelfde tecniek gebruiken van het nullen van de eerste harmonische.
Gek werd je van de drift van je oscillator, je bleef trimmen, dan heb ik het makkelijk met mijn moderne apparatuur die xtal gestuurd is.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-16.png

.
Op deze frequentie had ik de optimale "0" te pakken heden ochtend, natuurlijk is deze frequentie afhankelijk van de drift van de onderdelen over tijd en temperatuur.
Ik wil alleen maar laten zien wat mogelijk is bij het een beetje selecteren van onderdelen en een nette opbouw.
Hiervoor is echt geen Audio Precison meetset nodig van 10.000€, dat kan ook met en AC mV meter (goede DVM kan ook) en een moderne functie generator.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-17.png

.
Daarna was het tijd voor een labeltje op het kastje, hier is een A4tje zichtbaar met 4-stuks en een rolletje plastic folie.
Het label is met MS Publisher gemaakt.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-19.png

.
Het label is met een dun laagje hobby lijm op het deksel geplakt en aande linker onderhoek is te zien dat de inkt bij gebruik van het oude foto papier
dat ik heb gebruikt heb begint uit te lopen.
Op mijn bestellijstje staat reeds modern goed fofo papier dat bij mijn printer past, voor nu vind ik het mooi genoeg.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-20.png

.
Het laagje plastic is hier zo goed mogelijk op het label aangedrukt en heb ik daarna strak om de randen heen gewreven.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-21.png

.
Tada, KLAAR!
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-22.png

Het filtertje zo afgebouwd voldoet aa nde eisen die ik stelde en dat waren deze: minstens 40dB demping tussen 49 en 51Hz.
Dat ik veel hoge demping haal op vrijwel perfect 50 Hz is verder niet zo van belang i.v.m. de instabiliteit van de Netfrequentie.
De filter componenten zijn zo gekozen dat de Ri van het filter niet te laag is zodat bij een 50Hz signaal de belasting laag is en hierdoor tot zo'n 30V AC bruikbaar is.
Dat is dus alleen onder de 100Hz, gebruik je het filter boven deze frequentie dan wordt de dissipatie in de gebruikte weerstanden steeds hoger.

Het filter is ontworpen/bedoeld om metingen te doen aan voedingen en referenties en hier passief de 50Hz netfrequentie te filteren.
Maar je kan ook met dit filter kijken naar de rommel op het 230V net als je b.v. op een 12V wikkeling van een trafo meet met een scoop via dit filter.
Dan kan je vrij goed zien wat voor prut er op het net aanwezig is.
Als het 230V net niet te gek doet zoals vorig jaar dacht ik, dan heb je snel 60dB demping, dat is 1000x verzwakking van de 50Hz.

.
APPLICATIE!
Maar laat ik eens een toepassing buiten het meten aan voedingen laten zien.
Dit plaatje laat de meet setup zien, kleine trafo zo ingesteld dat ik bij beide metingen 10V RMS met op de trafo wikkeling.
De ingang van het kastje staat over de 10V wikkeling heen, de meetpennen die in het kastje geprikt zijn, gaan naar de DVM.
De rode en de zwarte klem aan de elco's gaan naar mijn Dummy Load die 200ma uit deze voeding trekken.

De BNC kabel gaat naar kanaal-1 van de scoop en dat is de gele trace, dat geeft dus het residu aan nadat het notch filter zijn werk heeft gedaan.
De blauwe trace is de 10V trafo wikkeling.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-25.png

.
Dit is de weergave van het filter residu zonder dat de voeding belast wordt.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-23.png

.
En hier als de voeding met 200mA belast wordt, het effect van de belasting is goed zichtbaar aan de trafo spanning zelfm maar vooral het filter residu is flink anders van opbouw.
http://www.bramcam.nl/NA/NA-Passief-Notch/NA-Passief-Notch-50HZ-24.png

Daar de Netfrequentie op het moment van meten maar 0,03Hz er naast zat, is de demping van het filter zeker 60dB.
Op de laatste foto is goed te zien dat de 3e harmonische sterk vertegenwoordigt is, dat is bijna de hele golfvorm die zichtbaar is in het residu.

Bedenk zelf maar meer oplossingen en vragen, ik hoor ze graag!

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Ik ben het 50Hz Notch filter ook aan het bouwen.

Ik heb C1 en C3 samengesteld uit een geselecteerde 68nF en een 220nF condensator. De resultaten zijn hieronder te zien.

C1 en C3:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/c1%20(300nf).gifhttps://www.uploadarchief.net:443/files/download/c3%20(300nf).gif

C2 heb ik samengesteld uit 4 geselecteerde condensatoren 2x 220nF, 33nF en 100nF.

C2:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/c2%20(600nf).gif

Het selecteren nam de meeste tijd, en zoals boven te zien is kwam niet altijd de opgetelde waarde eruit.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20191116_164755_resized.jpg

Ik heb baantjes print gebruikt en kon met slechts één draadbrug en één onderbreking het schema erop kwijt. De weerstanden R2, R4 en R6 zijn nog niet getrimmed. Ik heb voor R2 en R6 12KΩ en R4 5,6KΩ gebruikt. Daar komen nog weerstanden aan parallel om naar de 50Hz te tunen.

Boven:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20191116_164735_resized.jpg
Onder:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20191116_164715_resized.jpg

Morgen heb ik hopelijk tijd om de trim weerstanden te bepalen. Ik heb géén Audio Precision, maar wel een goede millivolt meter.

Uiteindelijk wil ik het geheel ook in een kastje stoppen met banaan in en BNC uit, net zoals Blackdog.

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Leuk dat je dit filter ook bouwd!

Tipje, maak voldoende massa verbindingen, maak meerdere verbindingen met niet gebruikte baantjes om de Ri van de massa laag te maken.

Als je de onderdelen netjes hebt uitgezocht kan je dus een hoge demping verwachten na het tunen.
Ga met een zo groot mogelijk signaal het filter in, dit is voor een zo groot mogelijke S/N verhouding.
Let ook op dat je "schoon" meet, dus dat er zo weinig mogelijk bromveld in je meetomgeving.

Nog iets, als je het filter diret op je generator aansluit, dan ziet je filter een impedantie van 50Ω
Als je de genrator afsluit met 50Ω krijg je wel een wat diepere notch alleen heb je dan 50% minder signaal.
Of dit van belang is hangt af van je meetopstelling.

Alle passieve filters worden aangetast door de aanstuur en afsluit impedanties, dit niet vergeten.
Het is intressant om daar wat testjes mee te doen als het filter klaar is.

Succes,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Ik ben aan het trimmen en meten geslagen. Eerst zonder enige trim weerstanden.

Bij 5Vrms in kwam er 13mVrms uit op 44.2Hz:

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/notch1.png

Tijdens het trimmen kwam ik erachter dat de waarde van R4 in het schema hier niet klopt ! R4 is niet 5K05, maar 5K5 !! Blackdog heeft dit op de sticker wel aangepast, maar ik had erover heen gelezen. (Het schema is inmiddels aangepast)

Dat wetende heb ik parallel aan mijn 5K6 een 82K gezet, en aan de 12K ook een 82K. Hieronder is dat goed te zien:
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20191117_112938_resized.jpg

Dit zorgde ervoor dat de notch verschoof naar 49,6Hz.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/notch3.png

Dit vind ik prima, want het zit binnen de 49Hz-51Hz range die Blackdog eerder vertelde.

Er zullen nog wat foto's komen als ik weer verder ben, maar voor nu ben ik tevreden.

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Sorry dat ik de waarde in het schema nog niet had aangepast, dat was een typefout, want deze weerstand is de helft van de waarde van de bovenste twee weerstanden, het is nu aangepast.
Ververs de pagina maar even.

Zoals je waarschijnlijk hebt gezien op mijn plaatjes gebuit ik meerdere weerstanden om het filter te trimmen.
Vooral aan de meterkant moet je de meetkabels twisten en omder het matje waar je schakeling op ligt eem metalen plaatje leggen die je verbind met je meet massa.

Dit ter voorkoming dat je het bromveld van je meetomgeving oppikt en deze je meting te veel beinvloed.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Ik kon het toch niet laten om nóg verder te trimmen. Ik heb parallel aan R2 en R6 een 1MΩ weerstand en parallel aan R4 2 stuks 1MΩ in serie (dus 2MΩ in totaal) weerstanden aangesloten.

Die zijn hieronder te zien:

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20191117_140156_resized.jpg

De notch verschoof hierdoor naar 50,1Hz:

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/notch4.png

Nu ben ik nog meer tevreden !

Vervolg stap is om een mooie metalen behuizing te zoeken waar het filter + aansluitingen in kan.

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Je bent goed bezig! ;)

Hoeveel mV hou je nu ongeveer over achter het filter?

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Van de 5Vrms hou ik 18mVrms over.

(ik heb nog geen afscherming gebruikt, dus die waarde wordt waarschijnlijk nog lager)

[Bericht gewijzigd door flash2b op 17 november 2019 14:45:43 (45%)]

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

De waarde is goed maar kan beter, je zit dan nu rond de -50dB demping.
Uiteindelijk moest ik naar waarden boven de 1M om die hel diepe notch te halen.
Je kan het ook zo laten als je -40dB haalt van 49 tot 51Hz dan is dat mooi zat.

Je kan dit filter zoals ik al een beetje heb aangegeven ook als vervormings meter zien.
Hou er wel rekining mee dat dit geen actief filter is en dat als je de frequentie karakteristiek uittekend
je kan zien dat vooral de 2e harmonische ook wat gedempt wordt.

Wil je van de demping van de 2e en derde harmonische af, dan kan je de active versie van mijn 50Hz notch filter bouwen met een dual fet opamp.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

@ blackdog

misschien een domme vraag van me, maar waarom gebruik je voor de verbinding van de print naar massa twee (zwarte) draden en niet gewoon één draad.

Is dit om een beter EMC afscherming te bekomen ?

Hetzelfde bij onderstaande filter, ook daar werden de aansluitdraadjes naar verschillende aansluitpunten gebracht. Was dit omdat het organisatorisch / praktisch gemakkelijker was om aan te sluiten bij het dichts bijzijnde punt of zit er een andere reden achter ?

RAAF12

Golden Member

Op 17 november 2019 14:49:50 schreef blackdog:
Je kan dit filter zoals ik al een beetje heb aangegeven ook als vervormings meter zien.

Zo deed ik dat ook long time ago maar dan bij 1000Hz om het residue te meten om daarna de vervorming te bepalen. De vervorming van de sinusgen was volgens het zelfbouwboekje beter dan 0.001% Was allemaal low cost, geen cent te makken! Maar er waren toen minder nauwkeurige reeksen R en C's en meetapparatuur dus erg tijdrovend om een goed dubbel T filter op te zetten.
https://www.changpuak.ch/electronics/Active_Notch_Filter.php laatste plaatje
-109dB

flash2b

Golden Member

Moet aan de meter kant trouwens nog een belasting worden aangebracht om de uitgang spanning te bepalen ?

blackdog

Golden Member

Hi pamwikkeling, :-)

Dat is omdat het een kleine moeite is om het op deze manier te doen.

De meeste filters zijn bedoeld voor onder de 100KHz en dat is heel anders dan de filters die ik hier heb voor zeg boven de 1MHz.
Die filters zijn volgens de HF kunst opgebouwd.

Het 20KHz/100KHz filter kan net volgens mijn normen wat de opbouw betreft :-)
Het is bedoeld om te meten aan voedingen en referentie circuits om de HF die er soms optreed een beetje buiten de metingen te houden.

Het filter is nu mooi genoeg, maar als het doosje of connectoren iets anders van model waren geweest, dan waren de zwarte draden nog korter aangesloten geweest.

Bij de eerste filters in dit topic zijn die massa aansluitingen natuurlijk wel nodig, maar daar speeld inductie van de verbindingen nog geen rol.
Kijk bovenaan eens naar de filter karakteristiek van deze passieve filters, in de 1KHz stand haalt het filter -55dB bij 40KHZ,
dit geeft aan dat de wat lange massa bedrading bij deze frequenties niet zo van belang zijn.

Al mijn LC filters die natuurlijk niet in dit topic te vinden zijn, zijn wat HF betreft netjes opgebouwd met korte massa verbindingen voor de beste filter werking.

Verder zijn deze passieve filters bedoeld om aan kleine signalen te meten, dus weerstands verliezen van de massa verbindingen spelen hier geen rol.
Het 20KHz/100KHz filter is niet bedoeld om aande uitgang van een 100-Watt audio versterker te plaatsen onder vol vermogen!

Dat zijn speciale toepassingen, dan moet je met de impedantie en de dissipatie die optreed in de filtercomponenten rekening gaan houden.
Zoals altijd, ken je meetinstrumentarium en eerst denken en dan denken en dan pas doen :-)

flash2b
Het filter laat je in principe onbelast, alleen de ingangsimpedantie van je scoop of mV meter bij het Notch filter.
Bij het notch filter mag je een stukje coax gebruiken aan de uitgang.
Bij het 20KHz/100KHz filter is het de bedoeling dat je het filter zonder kabel aansluit zoals je op mijn foto's kan zien.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Na het door rekenen van de RC tijd contanten met de door mij gebruikte en gemeten waarden en mijn verhouding van C1 (en C3) vs C2 kwam ik erachter dat dat een extra parallel weerstand de notch diepte kon verbeteren.

Nadat ik een extra geselecteerde 1MΩ parallel aan R4 had gesoldeerd kwam ik op 12mV ipv 18mV uit, terwijl de notch nog (nagenoeg) op 50,1Hz bleef.

Volgens mij is dat iets meer dan 80dB demping nu.

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Er zijn eigenlijk twee trim sessies, de eerst is bij jou net zoals bij mij dat je de condensatoren net iets groter in waarde kiest
En dan je weerstanden berekend, ik ben dus uitgegaan van uitgezochte 150nF condensatoren zodat ik maar één waarde nodig had voor deze condensatoren.
Mijn selectie was voor de condensatorenrond de 0,1% of minder boven de 0,3 en 0,6uF

Toen de 22K 1% weerstanden uitgemeten, twwe setjes van twee en één setje van 4 weerstanden dit leverde uiteindelijk 2x 11K op en 5K5.
Op het breadboard heb ik toen de componenten als het filter opgesteld en ben met extra weerstanden het filter zo dicht mogelijk bij 50Hz getrimt.

En als laatste geprobeert een zo diep mogelijke notch te krijgen, iedere verandering in een onderdeel die je aanbrengt geeft ook een notch frequentie verandering.
Maar met wat aandacht kom je uiteindelijk toch heel dich bij de optimale frequentie met een diepe dip.
Dus plaats je een trim component dat zal je in hele kleine stapjes de frequentie moeten veranderen den aan kleiner dan een duizendste Hz,
daarom heb je een moderne functie generator nodig om niet helemaal gek te worden :-)

Is dit allemaal nodig nogmaals nee! maar ik vind het nu eenmaal leuk en nuttig om uit te zoeken wat er mogelijk is en leer veel van deze instelling van mij.

Het filter voegd uiteindelijk twee signalen samen, dat is het signaal direct door de weerstanden en het signaal direct door de condensatoren aan de onderzijde.
Bij een 50Hz signaal zijn beide paden uit fase zodat daar een "0" optreed, dat is dus de rede van de onderdrukking aan de uitgang van het filter.

Alle aanstuurimpedanties en afsluit impedanties zullen het filter beinvloeden!
Zo gaat dat bij passieve filters, dit 50Hz notch filter krijgt een steeds minder diepe notch als de aanstuur impedantie hoger wordt.
Ik heb het dus getest met een 50Ω afgesloten functie generator waardoor de aanstuur impedantie van het filter dan 25Ω wordt.

Sluit ik dit filter aan op een LAB voeding om bij ruismetingen geen last te hebben van de brom, dan is de aanstuurimpedantie vaak lager dan 1Hz, wat optimaal is voor het filter.
Sommige zullen mischien denken, Bram je hebt een 400hz High Pass filter in je Audio Precision meetset, klopt dit verwijderd prachtig de brom ui het signaal.
Maar het doet nog meer... het filterd ook de 1/F ruis/prut die ik juist wel zil zien.
Door dit filter te gebruiken kan ik nog steeds een vrij goede indruk krijgen van stoorsignalen beneden de 25Hz van LAB voedingen of spannings referenties.

Als je niet zoals ik een dBr functie hebt op je meetinstrument (veel DMM's hebben ook een dB stand en een "0" mogelijheid)
dan kan je het aantal dB's demping hier even uitrekenen.

http://www.sengpielaudio.com/calculator-gainloss.htm

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Ik vond het ook een leuke exercitie en er gaat wel wat tijd in zitten, maar het resultaat telt.

Bij het uitzoeken van de condensatoren kon ik weer de compare functie van mijn LCR gebruiken. Maar eerst moest ik uitzoeken hoe deze functie eigenlijk werkte. Moest best veel componentjes checken om de juiste eruit te kunnen samenstellen.

Kennelijk is het resultaat dus -52,4dB.

Ik rekende met 416,66 verzwakking, en elke 20dB is 100 verzwakking zodoende > 80dB. Ben geen ster met dB's.

[Bericht gewijzigd door flash2b op 17 november 2019 22:39:04 (19%)]

blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Leren en begrijpen kost tijd, of het nu slijpen van boren is, of het tunen van een filter! :+
Als het goed is begrijp je nu ook je RCL meter weer en beetje beter...

Het tunen heb ik dus gedaan door één weerstand van 4M7 te nemen en deze over een van de andere weerstanden te plaatsen en
dan te kijken wat het voor variatie gaf en regelde steeds de frequentie een beetje bij om te zien of de dip beter werd.

Omdat je niet de enige bent die niet altijd makelijk met dB's rekend heb ik dus een link geplaatst waar je dit makkelijk online kan doen.

Lijstje voor spannings verzwakking, voor vermogen is het anders!

2 x verzwakking = -6.020607095625629 iedereen zegt altijd -6dB, bij nauwkerige meetinstrumenten kan je beter 3 cijfer achter de comma aanhouden ;)
3,162 x verzwakking = -10dB
10 x verzwakking = -20dB
100 x verzwakking = -40dB
1000 x verzwakking = -60dB
10.000 x verzwakking = -80dB
100.000 x verzwakking = -100dB

Dit weet ik uit mijn hoofd en daardoor weet ik snel hoeveel iets versterkt of verzwakt zonder na mijn rekenmachine te grijpen.
De website calculator gebruik ik als het precies moet voor een toepassing.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Ik ga trouwens ook nog jouw tip met het op null zetten van mijn meter op het dB bereik uitproberen. Dan zou ik de waarde uit kunnen lezen.

Heb al naar kastjes zitten kijken. Had natuurlijk geen kleine metalen versie "op voorraad" dus het wordt er eentje waar ik 'langer' op moet wachten van mijn vriend "Ali". :+

@edit: Behuizing besteld en netjes wat extra voor een snellere verzending betaald, schatting is nu 2-12 dit jaar nog.

[Bericht gewijzigd door flash2b op 18 november 2019 18:11:36 (16%)]

flash2b

Golden Member

Het kastje kwam na 9 dagen binnen vanuit China. Het bestaat uit 2 gelijke delen en is van aluminium. In de voor en achterkant heb ik gaten voor de banaan en BNC chassis delen gemaakt.
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20191204_104617_resized.jpg

Het printje heb ik wat ingekort en de aansluit pennen iets dichter bij elkaar gezet. Zo kon het geheel zwevend worden vastgesoldeerd aan de chassis delen en had ik slechts een enkel stukje draad nodig bij de BNC.
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20191204_113800_resized.jpg

Toen het geheel dicht was heb ik met bij Brother 2 labels geprint zodat ik later nog weet wat er in zat.
https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20191204_121413_resized.jpg

Ik wil blackdog bedanken voor het ontwerp en de uitleg van dit filter.

Ha flash2b,

Mooi bakkie die kan zo naar eBay Made in Holland ;)
Ik doe eigenlijk de uitgang ook vrij van de behuizing dus in/uit zweven dan kan je het kastje aarden als een guard maar de keuze en omstandigheden kunnen anders zijn.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Netjes geworden!
Wat henk zegt kan ook wat de Guard betreft, ik denk aleen dat je niet snel een guard driver beschikbaar hebt en dan is zoals het nu is de beste oplossing.

Je moet je zelf er alleen bewust van zijn dat het kastje aa néén kant van het signaal vast zit.
Dus de vervorming aan de uitgang van een voedingstrafo van een project meten kan dan meestal niet als je scoop al aan aarde ligt.
Dus altijd nadenken voor je het een en ander aansluit voro de beste resultaten,
en niet zoals ik van de week eff snel iets doen en dan publiekelijk voor aap staat. ;)

Je je het kastje ook nog met de gesloten behuizing gemeten, en hoe diep kwam je toen?
Let verder op dat je kastje zich niet bevind binnen het magnetische veld van transformatoren in je meetomgeving.

Ik ben een aantal keren midden in de huiskamer gaan zitten met wat apparatuur, dit om er voor te zorgen dat ik toen geen last van stoorvelden zou hebben.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
flash2b

Golden Member

Dank voor het compliment.

@electron920
Dat is ook nog een optie. Ik heb nog een geïsoleerde BNC en ook een metalen banaan chassisdeel. Ik zag dat blackdog géén geïsoleerde BNC had gebruikt, vandaar dat ik hetzelfde had gedaan.

De print zweeft en wordt door mijn solderingen op de chassisdelen goed op zijn plaats gehouden.

Het filter werkt trouwens prima, kwam 1mV lager uit nu.