Toleranzbetrachtungen

[Tolerant (Gast)]

Hallo,

ich habe eine allgemeine Frage zu Toleranzbetrachtungen.

Wie kann ich ein elektrisches Gerät derart anpassen, dass es möglichst 
gut mit Produktionsschwankungen zurecht kommt?

Als Beispiel vielleicht ein mehrstufiger RLC-Schwingkreis.
Grundsätzlich unterliegt sowohl R, als auch L und C jeweils einer 
Produktionsungenauigkeit. Gerade bei den Spulen lassen sich die 
Hersteller kaum zu besseren Genauigkeitsangaben als +-20% verleiten, was 
einfach total schlecht ist, wenn man damit z.B. einen Filter aufbauen 
möchte. Bei den Kondensatoren ist es schon besser, aber immer noch nahe 
an 10%.
Einzig der Widerstand ist mit relativ niedrigem finanziellen Einsatz im 
Bereich von 1% zu bekommen.

Nun die Frage:

Wie findet man nun das optimale Verhältnis zwischen R L und C der 
jeweiligen Filterstufen, um bei maximaler Bauteilabweichungen eines 
Bauteils einer Stufe dennoch die geringsten Abweichungen der gewünschten 
Grenzfrequenzen zu erreichen?


mfg

[huiii (Gast)]

Simulation.

[Tolerant (Gast)]

Ich hatte eher an ein Kochrezept gedacht...

[Freddy (Gast)]

Die Filter müssen so ausgelegt werden, dass eben auch der schlechteste 
Fall der Toleranzen immer noch das ausgibt, was man möchte. Dabei muss 
meist der Worst-Case eingerechnet werden, weil die Chance, dass wirklich 
alle Bauteile im schlechtesten Wert ausfallen, relativ gering ist 
(Statistik gibt da mehr Auskunft, 
Standardabweichung/Vertrauensbereich/usw.).

Am einfachsten kann man die Werte über Simulationen festlegen. LTSpice 
z.B. ist kostenlos und kann für Filterschaltungen direkt den 
Frequenzgang usw. anzeigen.

[Der (Gast)]

Tolerant schrieb:
> Wie findet man nun das optimale Verhältnis zwischen R L und C der
> jeweiligen Filterstufen, um bei maximaler Bauteilabweichungen eines
> Bauteils einer Stufe dennoch die geringsten Abweichungen der gewünschten
> Grenzfrequenzen zu erreichen?

In dem man die Schaltung so entwirft, dass das Bauteil mit der größten 
Toleranz den geringsten Einfluss auf das Ergebnis hat.

[Helmut S. (helmuts)]

Es gibt auch Spulen mit 2%(bis einige uH) und Kondensatoren mit 2%. Ja 
das kostet halt dann richtig Geld und die Auswahl ist sehr klein.

[MaWin (Gast)]

> Es gibt auch Spulen mit 2%(bis einige uH) und Kondensatoren mit 2%.

0.5% Kondensatoren sind auch noch üblich, 0.1% erhältlich, da aber die 
billigen Dielektrika schon mehr als 1% Temperaturtoleranz haben, bis 
20%, braucht man für 0.5% Styroflex und für 0.1% Glimmer. Bei Spulen 
könnten wohl nur Luftspulen genau sein, denn sonstige Kernmaterialen 
sind auch verflucht temperaturabhängig.

http://www.dearbornelectronics.com/mica-capacitors/

Aber wer baut aber noch Filter und Oszillatoren mit RLC ?
Quartz oder wenigstens SAW und Keramik wenn Frequenzstabilität irgendwie 
relevant wäre, oder SC Filter.