Spannung des Bandpasses bricht bei Belastung ein - TTL in Sinus wandeln

[Sascha M. (Gast)]

Hallo zusammen,

ich muss TTL Signale 5V und -5V in Sinussignale 1Vss umwandeln.
Die Frequenzen betragen 1Hz und 125Hz.
Also zu jedem Signal gibt es ein um 180° phasenverschobenes Signal.

Das ganze habe ich mit einem Bandpass gelöst. Soweit funktioniert das 
auch, bis ich einen Umwandler von 1Vss auf 11uAss anschließe. Danach 
bricht mir entweder die Spannung ein oder das Signal wird ganz verzerrt.
Dieser Adapter hat einen 120 Ohm Abschlusswiderstand zwischen jedem 0° 
und 180° Signal.

Wenn der Adapter mit dem 120 Ohm Abschlusswiderstand angeschlossen wird, 
dann verändere ich doch den Bandpass.

Ich benötige alle Signale TTL, 1Vss und die 11uAss. Das bedeutet, die 
Schaltung muss ohne und mit Adapter ein 1Vss Sinussignal liefern können. 
Der Adapter darf das Signal nicht verändern.

A. Wie kann ich die Schaltung verändern, dass dieser Adapter keinen 
Einfluss auf die Signale nimmt?
B. Ist es mit dieser Schaltung überhaupt möglich? Gibt es eine bessere 
Möglichkeit?

[Helmut L. (helmi1)]

Nur alleine mit R + C wirst du keinen vernueftigen Bandpass hinbekommen.
Die erreichbare Guete des Filters ist zu klein.

Was du brauchst ist entweder einen aktiven Bandpass mit einem OP drin 
oder einen Bandpass mit einer Spule und einem Kondensator.

Da du aber eine Frequenz von 1 Hz filtern willst werden die Spulen schon 
recht Gross. Deshalb wuerde ich dir deshalb zu einem aktiven Filter 
raten.

Deine Angabe:

>Die Frequenzen betragen 1Hz und 125Hz.

heist also es gibt nur die beiden Frequenz 1Hz und 125Hz oder meinst du 
den Bereich von 1 .. 125 Hz.

[Sascha M. (Gast)]

Danke für die schnelle Antwort.

Der Bandpass funktioniert, solange ich den Adapter nicht anschließe.

Ich benötige nur die beiden Frequenzen 1Hz und 125Hz.

Wo kann ich mich über Dimensionierung und Schaltung informieren?

[Helmut L. (helmi1)]

Sascha M. schrieb:
> Der Bandpass funktioniert, solange ich den Adapter nicht anschließe.
>

Wenn du aus einem Rechteck einen Sinus machen willst brauchst du nicht 
unbedingt einen Bandpass. Unterhalb deiner Grundfrequenz gibt es eh 
keine Unterwellen. Du hast nur Oberwellen und dafuer reicht ein Tiefpass 
aus.

> Ich benötige nur die beiden Frequenzen 1Hz und 125Hz.
>

Waere auch sonst etwas aufwendig.

> Wo kann ich mich über Dimensionierung und Schaltung informieren?

Es gibt auf der Texas Instrument ein Filter Berechnungsprogramm:

Filter Pro.

http://www.ti.com/tool/filterpro

[Sascha M. (Gast)]

Vielen Dank für die Antwort.
Weißt du, ob das Progamm auf Win 7 läuft?

Sobald ich eine andere Schaltung oder diesen Adapter an meinen Bandpass 
anschließe, verzerrt das Signal, da der Bandpass beeinflusst wird. Auch 
wenn ich nur einen Tiefpass nutze, würde dieser beeinflusst werden.

Kann ich die Schaltung nicht einfach (galvanisch) trennen, sodass sie 
nicht mehr beeinflusst wird?

Gibt es einen Impedanzwandler für Wechselspannung? Ich bin noch nicht 
fündig geworden.

[morgul (Gast)]

Operationsverstärker?

[Sascha M. (Gast)]

@morgul: Nur die OP Grundschaltung als Spannungsverfolger 
(Impedanzwandler) schneidet mir die negative Halbwelle ab.

Ich habe auch eine Beschaltung für Wechselspannug gefunden:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen

aber diese beeinflusst meinen Bandpass wieder und das Signal verzerrt.

Kennst jemand noch eine weitere Möglichkeit?

[Helmut L. (helmi1)]

Sascha M. schrieb:
> @morgul: Nur die OP Grundschaltung als Spannungsverfolger
> (Impedanzwandler) schneidet mir die negative Halbwelle ab.

Dann solltes du mal den Arbeitspunkt des OPs richtig einstellen.

Sascha M. schrieb:
> aber diese beeinflusst meinen Bandpass wieder und das Signal verzerrt.

Weil dein BP Murks ist. Bau einen Aktiven mit OPs auf und alles wird 
gut.

[Sascha M. (Gast)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Dann solltes du mal den Arbeitspunkt des OPs richtig einstellen.

Ich habe nur eine positive Spannung von +5V zur Verfügung.
Beschalte ich den OP am negativen Versorgungsanschluss mit -5V so 
funktioniert es.

Helmut Lenzen schrieb:
> Weil dein BP Murks ist. Bau einen Aktiven mit OPs auf und alles wird
> gut.

Alle Filter benötigen doch auch eine negative Versorgungsspannung, 
Bessel oder Sallen-Key.
Oder kennt jemand einen aktiven Bandpass für Wechselspannung mit nur 
positibver Versorgungsspannung?

[Helmut L. (helmi1)]

Sascha M. schrieb:
> Alle Filter benötigen doch auch eine negative Versorgungsspannung,
> Bessel oder Sallen-Key.
> Oder kennt jemand einen aktiven Bandpass für Wechselspannung mit nur
> positibver Versorgungsspannung?

Wer sagt das den?

Dem Filter ist es wurscht ob da eine negative Versorgungsspannung 
exestiert.
Wenn nur eine Versorgunsspannung exestiert muss man den OP auf halbe 
Versorgungsspannung einstellen. Das geschieht im einfachsten Fall 
mittels 2 Widerstaende. Somit kannst du aus allen diesen Schaltungen 
welche fuer nur eine Versorgungsspannung machen. Die negative 
Versorgungsspannung ist doch nur eine Festlegung von wo ich die Sache 
aus betrachte. Ich kann z.B. sagen

+5V 0V -5V  oder auch +10V +5V GND

[Sascha M. (Gast)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Dem Filter ist es wurscht ob da eine negative Versorgungsspannung
> exestiert.
> Wenn nur eine Versorgunsspannung exestiert muss man den OP auf halbe
> Versorgungsspannung einstellen. Das geschieht im einfachsten Fall
> mittels 2 Widerstaende. Somit kannst du aus allen diesen Schaltungen
> welche fuer nur eine Versorgungsspannung machen. Die negative
> Versorgungsspannung ist doch nur eine Festlegung von wo ich die Sache
> aus betrachte. Ich kann z.B. sagen
>
> +5V 0V -5V  oder auch +10V +5V GND

Danke für den Hinweis, mir ist allerdings noch nicht ganz klar, wie ich 
die Spannung einstellen kann.
Anbei ist einmal die Schaltung mit zwei aktiven Filtern.
Ähnelt einem Sallen-Key-Bandpass.

--> Wie kann ich diese Schaltung mit nur +5V Versorgungsspannung für die 
OPs betreiben?

Das Ausgangssignal sollte ca. -0,5V ... +0,5V betragen.

[Helmut L. (helmi1)]

Sascha M. schrieb:
> Anbei ist einmal die Schaltung mit zwei aktiven Filtern.
> Ähnelt einem Sallen-Key-Bandpass.

Nicht im entferntesten aehnelt das einem Sallen-Key Bandpass.
Das ist deine urspruengliche Schaltung mit einem Buffer dahinter.
Der Frequenzgang ist dabei genauso platt.
Ein aktives Filter hat mindestens eine Rueckkopplung vom Ausgang zum 
Eingang der Schaltung. Und genau diese Rueckkopplung erhoeht die Guete 
des Filters.

Sascha M. schrieb:
> --> Wie kann ich diese Schaltung mit nur +5V Versorgungsspannung für die
> OPs betreiben?

In dem du den Eingang des OPs auf halbe Betriebsspannung legst und einen 
Koppelkondensator vorsiehst.

[Sascha M. (Gast)]

Helmut Lenzen schrieb:
> Nicht im entferntesten aehnelt das einem Sallen-Key Bandpass.
> Das ist deine urspruengliche Schaltung mit einem Buffer dahinter.
> Der Frequenzgang ist dabei genauso platt.
> Ein aktives Filter hat mindestens eine Rueckkopplung vom Ausgang zum
> Eingang der Schaltung. Und genau diese Rueckkopplung erhoeht die Guete
> des Filters.

Stimmt, da hast du recht. Das habe ich übersehen.

Helmut Lenzen schrieb:
> In dem du den Eingang des OPs auf halbe Betriebsspannung legst und einen
> Koppelkondensator vorsiehst.

Danke für den Hinweis. Darauf bin ich nicht gekommen. Erst lege ich den 
Offset auf das Signal bearbeite es mit dem OP und am Ende filtere ich 
den Offset durch den Kondensator wieder heraus. Hab's siumuliert und es 
klappt perfekt. Danke nochmal.

[Sascha M. (Gast)]

Hallo!

Ich habe jetzt den aktiven Bandpass erstellt, siehe Anlage.
Doch leider bricht mir die Spannung sofort ein, wenn ich den 120Ohm 
Widerstand zwischen beiden Signalen setze.

In der Simulation funktioniert es einwandfrei, doch in Realität leider 
nicht.

Der TLC272 hat einen maximalen Ausgangsstrom von +- 30mA.
In der Simulation fließen ca. 18 mAss.

Woran kann es noch liegen, dass die Spannunge einbricht?

Hat jemand eine Idee?

Ich wäre euch sehr dankbar.

[Sascha M. (Gast)]

Falsche Schaltung:

[Helmut L. (helmi1)]

Sascha M. schrieb:
> Ich habe jetzt den aktiven Bandpass erstellt, siehe Anlage.

Immer noch nix. Das ist kein aktiver Bandpass.
Ist es denn so schwer eine Schaltung von Filter Pro berechnen zu lassen 
und dann abzupinnen.

Das ist immer noch deine Orginalschaltung mit Variationen.