Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Notchfilter 390HZ


von Felix G. (senorfrogg)


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Hallo liebe Forumsgemeinde,

ich stehe vor folgendem Problem. Ich betreibe einen 24GHz Radarsensor 
mit einer als Dreieck modulierten Spannung mit 390Hz. Mein von dem 
Radarsensor wieder empfangenes Signal weißt diese Frequenz noch immer 
auf. Wenn ich also jetzt von meinem Empfangssignal die FFT berechne habe 
ich einen sehr großen und breiten Peak bei 390 Hz. Um dies zu vermeiden 
möchte ich diese Frequenz aus meinem Signal herausfiltern. Ich denke 
hierfür ist ein Notchfilter am besten geeignet.
Ich möchte diesen ganz gerne mit analogelektronik realisieren. Ich habe 
mich nach einiger Recherche auf 2 verschiedene Arten festgelegt. 
Entweder möchte ich einen Fliege Notch oder einen Twin T Notch Filter 
verwenden. Beide habe ich bei LTSpice simuliert.
Sie haben beide super Ergebnisse geliefert, allerdings leider nur mit 
den berechneten idealen Werten. Sobald ich, wie in dem Screenshot des 
Twin T Notch Filter zu sehen, mit reellen verfügbaren Widerstandswerten 
simuliere, verschiebt sich meine Mittenfrequenz zu sehr. Außerdem ist 
die Simulationszeit immer sehr sehr schwankend, manchmal benötigt 
LTSpice 10 Minuten für die Simulation.

Fragen:
- Wisst ihr wie ich einen möglichst guten Filter mit reellen verfügbaren 
Widerständen designen kann. Ich möchte Präzisionswiderstände eigentlich 
gerne vermeiden, wenn das möglich ist, oder benötige ich diese für einen 
Notchfilter in jedem Fall?

- Wie kann ich die Simulationszeit verkürzen?

- Gibt es evtl fertige Filter ICs mit einer einfachen Anleitung zum Bau 
eines Notchfilters mit der Frequenz x?

Die Verschiedenen Spannungs/Signalquellen in LTSpice sollen mein vom 
Radarempfänger kommendes Signal simulieren.

Danke für eure Hilfe

Mit freundlichem Gruß

Felix

von Oleg A. (oga)


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Was für eine Bandbreite hat eigentlich Dein Nutzsignal?

von Kai K. (klaas)


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>Ich betreibe einen 24GHz Radarsensor mit einer als Dreieck modulierten
>Spannung mit 390Hz.

Ah ja, und was soll das konkret heißen?

>manchmal benötigt LTSpice 10 Minuten für die Simulation.

LTSpice verbringt die Zeit wahrscheinlich mit Kopfschütteln, weil es 
sich wundert, daß du für die Schaltung einen LM358 verwenden willst.

>Gibt es evtl fertige Filter ICs mit einer einfachen Anleitung zum Bau
>eines Notchfilters mit der Frequenz x?

http://parametric.linear.com/html/Filters

>Ich möchte Präzisionswiderstände eigentlich gerne vermeiden, wenn das
>möglich ist,

Laß doch weg. Aber wundere dich später nicht, wenn nach einem Monat das 
Filter nicht mehr funktioniert, weil die Bauteilewerte weggedriftet 
sind.

>Was für eine Bandbreite hat eigentlich Dein Nutzsignal?

Eben.

von Felix G. (senorfrogg)


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>Ah ja, und was soll das konkret heißen?

Dass ich ein Radarmodul mit einer Dreiecksspannung ansteuere um es als 
FMCW Radar nutzen zu können.

>LTSpice verbringt die Zeit wahrscheinlich mit Kopfschütteln, weil es
>sich wundert, daß du für die Schaltung einen LM358 verwenden willst.

Kannst du mir einen besser OP empfehlen? Und warum ist dieser nicht 
dafür geeignet?

Präzisionswiderstände sind eben recht teuer, und nur für ein solches 
Versuchobjekt widerstände für 5€ zu kaufen sehe ich nicht ein.

Die Bandbreite meines Nutzsignals beträgt 3kHz

von Kai K. (klaas)


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>Und warum ist dieser nicht dafür geeignet?

Der LM358 ist ein Low Cost OPamp, der auf niedrigen Versorgungstrom für 
Batteriebetrieb optimiert wurde. Dementsprechend hat er erhebliche 
Übernahmeverzerrungen und andere Linearitätsfehler.

>Präzisionswiderstände sind eben recht teuer, und nur für ein solches
>Versuchobjekt widerstände für 5€ zu kaufen sehe ich nicht ein.

Wenn die Widerstände genauer sein müssen als diese hier

http://www.reichelt.de/Metall-0-1-1-0-k-Ohm-91-k-Ohm/2/index.html?;ACTION=2;LA=2;GROUPID=3104;SID=14@URpvdn8AAAIAABUE744510b5ec701f94e60566e2ed37baf6c5

hast du ein anderes Problem und es geht auf diese Weise dann sowieso 
nicht.

>Die Bandbreite meines Nutzsignals beträgt 3kHz

Und da kannst einfach so ein Kerbfilter mit 390Hz reinhauen? Weißt du, 
daß Kerbfilter zu erheblichem Klingeln (Ringing) neigen, wenn auch nur 
der kleinste Spannungssprung auf den Eingang gelangt? Du hast dann die 
ganze Zeit 390Hz Gongs in deinem Signal. Simulier das doch mal. Bist du 
sicher, daß du das haben willst?

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