(PI) Filters, meetapparatuur etc., wie kan / wil eea uitleggen

blackdog

Honourable Member

Hi,

Ben nooit te oud om wat te leren! ;)
Ik heb de "oude" versie van Zverev gevonden, wat een werk heeft die man verzet...

In het document heb ik niet direct op deze manier genoemde filters gevonden: singly-terminated filters
Bij een zoekactie op het Internet kwam ik wel wat meer tegen en wordt er b.v. gesproken over filters aangestuurd door spanningsbronnen(lage impedantie of stroombronnen hoge impedantie.

Natuurlijk met veel wiskunde er bij, dat past niet echt bij mijn leerproces.
Ik begrijp dat je de impedanties van zeg een 5e order low pass filter verder kan schalen dan de 50Ω in en uitgangs impedantie die meestal gebruikt wordt.

Dan kan je met spanning sturing, uitgang van een opamp, dus lage Ri door het filter heen een 300Ω antenne aansturen, als je het filter hiervoor berekend.
Een filter in de collector van een transistor trapje is een stroombron sturing, dus heeft daar een hoge impedantie en die kan dan terug gebraacht worden naar zeg 50Ω voor verdere bewerking.

Waar het kwartje bij mij nog niet helemaal valt is dit, die spannings of stroombron sturing/afsluiting is meestal verre van ideaal.
Wat ik heb gemeten met alle filters die ik heb gemaakt en getest met "normale" impedaties, is dat de filter waarden bijna altijd zeer goed waren.

Ik zou dan willen zien in de uitleg wat de variaties zijn als het niet echt een spannings of stroombron is, wat de praktijk situatie meestal is.
Hebben jullie wat voorbeelden die niet bomvol wiskunde staan?

Groet,
Bram

1e, Do No Harm! 2e, Leave Things Better Than You Found Them.

Ha blackdog,

Ik heb het al een aantal keren aangehaald dat boek maar in gedrukte vorm zal het nog steeds prijzig zijn.
Omdat het nu beschikbaar is kan je het zeker als een waardevol naslag werk zien.

Zoals ik richting @Frederick E. Terman al even melde heb ik zo'n singly-terminated filter gepost op jou draadje met betrekking tot de stroomtransformator het filter is hoog Ω richting de Op-amp.
Maar ik weet niet meer of ik dit goed heb omschreven :?
Die tabellen in het boek zijn genormeerd dat wel zeggen 1Ω ,1F , 1H en 1 Hz.

Nu het verschil tussen stroom en spanning sturing een voorbeeld:

Een eerste orde RL-circuit is een van de eenvoudigste analoge elektronische filters met oneindige impulsresponsie.
Het bestaat uit een weerstand en een inductor, hetzij in serie aangedreven door een spanningsbron, hetzij parallel aangedreven door een stroombron.
Ik denk dat dit het verschil duidelijk maakt..... nog even over het aantal polen.
De stijgtijd van een step veroorzaakt ringen opgedeeld in overshoot en oscilleren hoe steiler het filter hoe meer artifacts een oneindige flank steilheid zou betekenen dat het signaal aan de uitgang er eerder is dan aan de ingang :o 8)7

Wacht even nog een vraag vergeten als je tussen de twee situaties in zit ik denk dat het heel vaak voorkomt je bron zal maar zelden zuiver Ohms zijn in zo'n situatie is er geen optimale vermogens overdracht.
Dit is te merken aan de tussenschakel demping maar in de praktijk zijn de verliezen klein ten opzichte van de eindige Q van de gebruikte componenten.

Groet,
Henk.

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

Golden Member

Met een goede oscillator bestaande uit 1 dual gate FET en 2 transistoren heb je tevens controle over de amplitude en het filter kan een een 3 orde worden.

Zo iets ?

Precisie kristaloscillator.pdf

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.

Ha bprosman,

Ja dat gaat er op lijken maar dan zonder die digitale klimbim |:(
Eventueel een Thomson filter erachter dit is een Bessel of iets steiler een Chebyshev Pi filter.

Je zal eerst de oscillator moeten uitrekenen of bouwen om de verdere constructie te bepalen.
Wat jou eisen zijn wordt denk ik bepaald door de rest van het systeem !

Groet,
Henk.

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

Met een schone (kristal) oscillator heb je niet perse een laagdoorlaatfilter nodig.
Door versterker trapjes te gebruiken met tegenkoppeling hou je ook een onvervormde sinus. En de versterker niet teveel te laten versterken 12dB is voldoende.

Maar ik dacht dat ik hierbij voorbij de vraag schiet van het topic, waar gevraagd wordt wat voor laagdoorlaat filter enz.

"tijd" is een interpretatie van een bepaald moment op een bepaalde schaal. Het begin van tijd is ontstaan na het begin van het universum. Buiten het universum bestaat er geen tijd, het is slechts een dimensie.
bprosman

Golden Member

Maar ik dacht dat ik hierbij voorbij de vraag schiet van het topic, waar gevraagd wordt wat voor laagdoorlaat filter enz.

Klopt, en ben het in principe wel eens met Henk dat als je dit (na) zou willen bouwen er wel betere methoden zijn dan uit het start topic, waarbij het hele filter verhaal anders komt te liggen, (omdat een schone sinus meteen de level-shifter in kan) en daar zit dan ook mijn probleem :

Je zal eerst de oscillator moeten uitrekenen of bouwen om de verdere constructie te bepalen.
Wat jou eisen zijn wordt denk ik bepaald door de rest van het systeem !

Daar heb ik de kennis niet voor. Ik kan wel een oscillator nabouwen, nameten en als hij niet aanslaat aan de praat krijgen, maar uitrekenden e.d. is voor mij een brug te ver en ben/word ik (te) veel afhankelijk van anderen.

De jongere generatie loopt veel te vaak zijn PIC achterna.
Frederick E. Terman

Honourable Member

Op 28 oktober 2020 09:23:47 schreef blackdog:
Ik zou dan willen zien in de uitleg wat de variaties zijn als het niet echt een spannings of stroombron is, wat de praktijk situatie meestal is.
Hebben jullie wat voorbeelden die niet bomvol wiskunde staan?

Het hoeft niet altijd de bron te zijn die niet aangepast wordt; het kan ook de belasting zijn.
Een voorbeeld is een bandfilter tussen een laagohmige antenne en de heel hoogohmige gate van een FET. Er is daar geen sprake van vermogensaanpassing. Maar je wilt wel een mooie filtercurve. Dan kun je wel een 50 ohm weerstand van gate naar aarde hangen, maar dat is zonde.
Dus dat is een goede plaats voor een enkel-aangepast filter, van 50 ohm naar 'hi-Z'. Dat levert je 6 dB meer signaalspanning op.
Zie figuur (klik=groter), een laagdoorlaatfilter voor bijv. een middengolf-ontvangertje:

De deelfilters van een duplexer (een 'wisselfilter') zijn aan de kant waar ze aan elkaar komen te hangen ook 'un-terminated'.

'Zverev' en andere titels bevatten tabellen voor allerlei soorten filters. Ik lees hierboven 'tegenwoordig gebruiken we gewoon de rekenmachine'. Akkoord, maar dan moet je nog steeds weten hoe. Die formules en - belangrijker - de hele logica erachter staan ook in die boeken.

Voor een hobbyist is het echter toch een stuk gemakkelijker gewoon de tabel te pakken, of anders een of andere calculator op internet. Maar enig begrip is wel handig om te weten wat je nodig hebt, en om te checken of het resultaat ergens op slaat.

--
(Misschien nog een enkele opmerking over zenderfilters. Die worden gewoonlijk ontworpen voor 50 ohm: de belasting wordt geacht 50 ohm te zijn, en aan de ingang van het filter zie je dan (binnen de doorlaat) óók 50 ohm. Dat is ook wat de zender 'wil zien'.
Maar dat wil niet zeggen dat de zendereindtrap een inwendige weerstand van 50 ohm zou hebben! Te zeggen dat een zender '50 ohm is', betekent dat hij ontworpen is om zijn vermogen af te leveren aan een belasting van 50 ohm.
Zijn eigen inwendige weerstand kan veel lager, of ook wel veel hoger zijn, afhankelijk van het ontwerp. Door er een andere weerstand aan te hangen zou er misschien veel méér vermogen uit te halen zijn, maar daarvoor is de zender niet ontworpen: de eindtrap zou te heet worden.
Iets dergelijks geldt voor een audioversterker: de inwendige weerstand daarvan is ook geen 4 of 8 ohm, maar véél kleiner. Maar de versterker is ontworpen om aan 4 of 8 ohm zijn vermogen te leveren.)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org