Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Aktiver Filter 1.Ordnung


von Hubert (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Hallo,

für die Schule sollen wir die Grenzfrequenz eines aktiven Tiefpass 
berechnen(siehe Anhang).
fg = 144,7 kHz.

Nun wollte ich dieses Ergebniss kontrollieren indem ich die Schaltung 
mit LTSpice simuliere.

Leider verstehe ich nicht wieso in dem Plot bei -3dB die Frequenz 
113,4kHz angezeit wird.
Könnte mir bitte jemand erklären wie es zu dieser Abweichung kommt ?

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Hubert schrieb:
> für die Schule sollen wir die Grenzfrequenz eines aktiven Tiefpass
> berechnen(siehe Anhang). fg = 144,7 kHz.
>
> Nun wollte ich dieses Ergebniss kontrollieren indem ich die Schaltung
> mit LTSpice simuliere.
>
> Leider verstehe ich nicht wieso in dem Plot bei -3dB die Frequenz
> 113,4kHz angezeit wird.

Womöglich hat LTSpice ein halbwegs korrektes Modell des LM741. Und dann 
wird es wissen, daß diesem Opa aller Operationsverstärker oberhalb 
100kHz ganz schnell die Luft ausgeht. Nimm halt mal einen modernen OPV.

Und ganz nebenbei: mit +/-3.3V läuft ein LM741 auch nicht. Und 5pF als 
frequenzbestimmende Kapazität ist auch unclever. Parasitäre Kapazitäten 
zwischen Bauteil-Anschlüssen, Leiterbahnen etc. liegen in ähnlicher 
Größenordnung. Selbst mit einem besseren OPV würde deine Schaltung real 
aufgebaut also nicht so funktionieren wie gewünscht.

von Uwe B. (uwe_beis)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Richtig, was der Axel schreibt. Natürlich berücksichtigt ein Simulator 
diese sehr wichtige Eigenschaft eines realen Operationsverstärkers.

Mit zwei unterschiedlichen Modellen 741, einem TL072, einem OP27 und 
einem OP37 (von links nach rechts) sieht es bei mir wie im Bild aus.

Für die Simulation sind parasitäre Effekte (z. B. bei nur 5 pF) 
natürlich irrelevant.

von Hubert (Gast)


Lesenswert?

Danke. Mit dem LT1793 stimmt fie Grenzfrequenz.

Welche OPs sind den moderner?

von Uwe B. (uwe_beis)


Lesenswert?

Hubert schrieb:
> Danke. Mit dem LT1793 stimmt fie Grenzfrequenz.
>
> Welche OPs sind den moderner?

Fast alle. Der 741 war einer der ersten. Alle neueren mussten 
irgendwelche Vorteile gegenüber dem vorhandenen haben - Preis, 
technische Daten, Funktionalität u.s.w..

Die Grenzfrequenz ist nur ein Aspekt von vielen. Neuere 
Operationsverstärker haben oft eine höhere Grenzfrequenz (oder genauer: 
Verstärkungs-Bandbreitenprodukt), aber wenn sie besonders geringe 
Stromaufnahme haben, kann die Grenzfrequenz durchaus auch kleiner sein.

Zu deiner Simulation: Das geht schon etwas in Richtung "einfache 
Schulweisheit" vs. "raue Praxis".

von Klaus R. (klara)


Lesenswert?

Hubert schrieb:
> Danke. Mit dem LT1793 stimmt fie Grenzfrequenz.
>
> Welche OPs sind den moderner?

Wenn Du keine Einflüsse durch den OP haben willst, dann nimm den opamp 
"Ideal single-pole operational amplifier".
mfg klaus

von Uwe B. (uwe_beis)


Lesenswert?

Hallo Klaus

> "Ideal single-pole operational amplifier"
Ich habe LTSpice nicht in Betrieb, deswegen kann ich es schlecht 
ausprobieren, aber unter "single pole" verstehe ich eine endliche 
Grenzfrequenz. Das könnte mit endlicher oder unendlicher Verstärkung bei 
0 sein (ersteres wäre auch nicht ideal), aber zumindest nicht mit 
unendlicher Verstärkung bei beliebigen Frequenzen.

Wie ist das also gemeint?

von Helmut S. (helmuts)


Lesenswert?

Uwe B. schrieb:
> Hallo Klaus
>
>> "Ideal single-pole operational amplifier"
> Ich habe LTSpice nicht in Betrieb, deswegen kann ich es schlecht
> ausprobieren, aber unter "single pole" verstehe ich eine endliche
> Grenzfrequenz. Das könnte mit endlicher oder unendlicher Verstärkung bei
> 0 sein (ersteres wäre auch nicht ideal), aber zumindest nicht mit
> unendlicher Verstärkung bei beliebigen Frequenzen.
>
> Wie ist das also gemeint?

Dieser "opamp" hat ein "gain bandwidth product" von 10^7 und eine 
Leerlaufverstärkung von 100000. Für eine Verstärkung von -1 und eine 
Bandbreite von 100kHz reicht das.

Ein "rechter Mausklick" auf das Symbol zeigt diese Werte und man kann 
sie beliebig ändern(z. B. GBW erhöhen).
GBW=10Meg
Aol=100k

: Bearbeitet durch User
von Jörg (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich denke das Ops vollkommen überschätzt werden es gibt kein 
elektronisches Bauteil was so kompliziert ist wie ein Op. Ich hasse sie 
und verwende stattdessen Optokoppler . Mach es bitte genauso und schon 
bald sind diese kleinen Op-Biester weg vom Markt, darauf kannst du Gift 
nehm.

von Luis Bark (Gast)


Lesenswert?

Oder häng mal zwei LEDs antiparallel an eine Wicklung. Das sollte auch 
einen Op darstellen

von Axel S. (a-za-z0-9)


Lesenswert?

Jörg schrieb: ...
Luis Bark schrieb: ...

Weihnachten steht vor der Tür. Die Klapse schickt die weniger harten 
Fälle auf Freigang.

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

Axel S. schrieb:
> Weihnachten steht vor der Tür. Die Klapse schickt die weniger harten
> Fälle auf Freigang.

YMMD Axel.
Danke :-)

von F. F. (foldi)


Lesenswert?

Luis Bark schrieb:
> Oder häng mal zwei LEDs antiparallel an eine Wicklung. Das sollte auch
> einen Op darstellen

Vor allem sind die im Moment so gut zu bekommen, hängen ja an fast jedem 
Weihnachtsbaum.

von Luis Bark (Gast)


Lesenswert?

Oder häng mal zwei LEDs antiparallel an eine Wicklung. Das sollte auch
einen Op darstellen


Das ist doch quatsch ein Operationstisch brauch wenigstens 12 Beine

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.