Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik doppelter LC-Filter, Name


von Neuling (Gast)


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Hallo,

ich beschäftige mich zur Zeit mit analogen Filtern.

Meine Frage mag etwas seltsam klingen, aber das Internet war keine 
allzugroße Hilfe.

Immer wieder sehe ich PI-Filter und auch RC-Tiefpassfilter mit allen 
möglichen Namen aufgrund der Anordnung.

Hat so ein doppelter LC-Tiefpassfilter auch einen speziellen Namen?

Grüße
Moritz

von hinz (Gast)


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Neuling schrieb:
> Hat so ein doppelter LC-Tiefpassfilter auch einen speziellen Namen?

Tiefpass 4.Ordnung.

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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hinz schrieb:
> Tiefpass 4.Ordnung.
Oder 4-poliger Tiefpass.

von Lutz V. (lvw)


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Noch genauer: Passiver LC-Tiefpass 4. Ordung.
Allerdings: Dieses Filter ist ohne dämpfende Widerstände praktisch nicht 
zu gebrauchen....

von c-hater (Gast)


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Lutz V. schrieb:

> Allerdings: Dieses Filter ist ohne dämpfende Widerstände praktisch nicht
> zu gebrauchen....

Na, (un)glücklicherweise haben ja die Induktivitäten praktisch 
zwangsläufig immer eine nennenswerte Ohmsche Komponente. Dat dämpft. 
I.d.R. durchaus mehr als wünschenswert...

von Lutz V. (lvw)


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c-hater schrieb:
> Na, (un)glücklicherweise haben ja die Induktivitäten praktisch
> zwangsläufig immer eine nennenswerte Ohmsche Komponente. Dat dämpft.
> I.d.R. durchaus mehr als wünschenswert...

Ja klar...aber ob diese Verluste so "nennenswert" sind, dass sie einen 
vernünftigen Tiefpassverlauf ermöglichen, ist doch mehr als 
zweifelhaft...

von c-hater (Gast)


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Lutz V. schrieb:

> Ja klar...aber ob diese Verluste so "nennenswert" sind, dass sie einen
> vernünftigen Tiefpassverlauf ermöglichen, ist doch mehr als
> zweifelhaft...

Selbst wenn das so wäre (i.d.R. ist es nicht so), wäre es ein 
Kinderspiel, die ohmsche Komponente zu vergrößern. Das ist einfach. Nur 
beliebig klein bekommt man sie halt nicht...

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen.

Seit wann brauchen L-C Filter Widerstände, um zu funktionieren?

> Ja klar...aber ob diese Verluste so "nennenswert" sind, dass sie einen
> vernünftigen Tiefpassverlauf ermöglichen, ist doch mehr als
> zweifelhaft...

> ...die ohmsche Komponente zu vergrößern.
Wer macht denn solchen Blödsinn? Die Filterkurve wird sicher nicht 
besser, es steigen nur die ohmschen Verluste. Dann kann man auch sofort 
ein Dämpfungsglied nehmen.

@ Neuling
Wenn man nur das Schaltbild - wie bei dir - sieht, ist das eben nur ein 
Tiefpass 4. Ordnung, weil er eben 4 aktive (*) Bauelemente besitzt; 
aktiv in der Beziehung, dass sie einen Einfluss auf die Funktion haben. 
Ohne Bauteilewerte kann man mehr nicht sagen.
Ich denke, du stolperst über solche Namen wie Bessel, Butterworth, 
Chebycheff, Cauer u.ä. Das sind mathematische Polynome, die den 
Kurvenverlauf des Tiefpasses beschreiben. Nach bestimmten Regeln ergeben 
sich entsprechende Bauteilwerte, die dem - hier - Tiefpass den 
enstsprechenden (gewünschten) Kurvenverlauf geben. Dann kann man dem 
Teil auch einen genaueren Namen geben.

73
Wilhelm


(*)
Jetzt keine Palaver wegen 'aktiv'. Jeder Depp weiss, dass Ls und Cs 
keine Betriebsspannung brauchen.

von Lutz V. (lvw)


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Wilhelm, wenn man von "Blödsinn" spricht, muss man sich schon recht 
sicher fühlen...hast Du Dich denn mal mit Filtertechnik befasst, oder 
mal was von L-C-Resonanz gehört?
Ein reines L-C-Filter hat Pole nur auf der Im-Achse.
Und damit willst Du einen Tiefpass realisieren?
Es sind gerade die Widerstandsdämpfungen (Du sagst Ohnsche Verluste), 
die den Filterverlauf mitbestimmen und festlegen!
Schau einfach mal in einem Filterkatalog nach, wie so ein passive 
R-L-C-Filter aussehen kann.

Ach ja: Aktive Filter haben einen Verstärker mit frequenzabhängiger 
Rückkopplung.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Wilhelm S. schrieb:
> (*)
> Jetzt keine Palaver wegen 'aktiv'. Jeder Depp weiss, dass Ls und Cs
> keine Betriebsspannung brauchen.

Lutz V. schrieb:
> Ach ja: Aktive Filter haben einen Verstärker mit frequenzabhängiger
> Rückkopplung.

😀

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo Lutz,

ja da bin ich mir sehr sicher!
Wie du aus meiner Anmeldung unschwer erkennen kannst, bin ich 
Funkamateur und das seit mehr als 50 Jahren. Folglich sind mir solche 
Dinge wie Resonanz eines L-C Kreises vollkommen unbekannt. ;-)

So, wie der TO das Schaltbild eingestellt hat, hängt es frei im Raum.
Es könnte auch ein Kunstwerk sein. Also muss links und rechts etwas 
angeschlossen werden. Mache 4 Klemmen dran und schliesse etwas an. Eine 
Seite Eingang, andere Ausgang. Der TO selber spricht von Tiefpassfilter. 
Erkläre mir bitte, wie du aus ein klar! definierten Tiefpass-Struktur 
einen Resonanzkreis erzeugen willst? Wir betrachten hier ideale 
Bauelemente!

Was das Befassen mit Filtertechnik anbetrifft:
Ende der 1970er und Anfang der 1980er Jahre habe ich zuerst mit einem 
HP97 und dann mit einem Sharp PC 1245 (1304 Basic-Bytes free) jede Menge 
Netzwerkanalyse mit Tief- und Bandpassfiltern betrieben. Der Anstoss kam 
als 1. aus einem 'Ham Radio Magazin' aus dem Ende der 70er Jahre, und 2. 
Anfang 80er Jahre aus dem Buch 'Introduction to RF-Design' von Wes 
Hayward, W7ZOI. In diesem Buch wird es als 'Tack Hammer Methode' 
beschrieben. Du kannst gerne noch ein paar ..zig PRG-Ausdrucke in Basic 
vom Sharp haben; da musste ich ja noch jede neue Struktur neu 
programmieren. Der Sharp funktioniert noch, der Kasettenrekorder und der 
Drucker auch. Thermopapier habe ich noch ein paar Rollen.

Zur Info:
Ich bin pensionierter Apotheker also berufsfremd. Das hab ich mir alles 
damals selbst draufgeschafft, weil es mich wahnsinnig interessiert hat.
RF-Sim u. ä. ist natürlich heute viel feiner; damals waren das andere 
Zeiten. Ausserdem, ich bin ja auch nicht dümmer davon geworden.

73
Wilhelm

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Wilhelm, ich gebe dir Recht. Ein Tiefpassfilter lässt tiefe Frequenzen 
durch und sperrt hohe. Dass tut auch ein idealer LC-Filter aus idealen 
Elementen ohne Last-, Quell- oder sonstigen Widerständen. Dass dabei 
Resonanzen (hier zwei mit unendlicher Amplitude) entstehen, ändert 
nichts daran, dass es ein TP ist.

Dein Fehler war, dass du - sehenden Auges - den Begriff "Aktiv" 
verwendet hast, der hier völlig fehl am Platz ist. Und dass du das nicht 
klar genug gemacht hast. Ich hatte auch erst zu einer Antwort "Blödsinn" 
geneigt, musste aber nach dem dritten Lesen erkennen, dass du mal eben 
diesen wohldefinierten Begriff hier nur umdefiniert hast.

von Karl B. (gustav)


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Neuling schrieb:
> Immer wieder sehe ich PI-Filter und auch RC-Tiefpassfilter mit allen
> möglichen Namen aufgrund der Anordnung.
>
> Hat so ein doppelter LC-Tiefpassfilter auch einen speziellen Namen?

Hi,
gerade mal in EDD reingeguckt.
Tatsächlich. Die zwei hintereinandergesetzten finden sich nicht im 
Angebot.
Sonst hätte ich gesagt, nimm mal Filterlab v2. zur Veranschaulichung.

ciao
gustav

von Lutz V. (lvw)


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Wilhelm S. schrieb:
> Seit wann brauchen L-C Filter Widerstände, um zu funktionieren?

>> ...die ohmsche Komponente zu vergrößern.
> Wer macht denn solchen Blödsinn?

OK, Wilhelm - vielleicht hab ich Dir unrecht getan, ich will mich gar 
nicht streiten, ABER:
Ich hab nur auf Deine Aussage reagiert, dass es "Blödsinn" sei, ein 
LC-Filter mit Widerständen zu erweitern, damit es "funktionieren" kann!

Es kann eben nicht vernünftig" funktionieren wegen der Resonanzstellen, 
die jeden Gebrauch und Einsatz verbieten.

Aber Du schreibst ja auch selber, dass "links und rechts" was 
"angeschlossen" werden muss....mit Quell- und Abschlusswiderständen 
sieht das dann schon ganz anders aus.
Und nur auf diese fehlenden Widerstände bezog sich mein Kommentar (und 
auf Dein "Blödsinn"). OK?

von HildeK (Gast)


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Lutz V. schrieb:
> Aber Du schreibst ja auch selber, dass "links und rechts" was
> "angeschlossen" werden muss....mit Quell- und Abschlusswiderständen
> sieht das dann schon ganz anders aus.

Naja, ein Filter ist zumindest ohne Quelle reichlich nutzlos. Eine 
hochohmige Senke kann es geben, zumindest im NF-Bereich.
Wenn ich mich recht erinnere, definiert man einen Quell- und 
Abschlusswiderstand und das ist die Basis für die Berechnung der 
Bauteilwerte.

von Karl B. (gustav)


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HildeK schrieb:
> Wenn ich mich recht erinnere, definiert man einen Quell- und
> Abschlusswiderstand und das ist die Basis für die Berechnung der
> Bauteilwerte.

Hi,
Steht wie gesagt so auch im Development tool.
Vorher geht garnichts.
Die Frage nach dem "Namen des Kindes" ist aber nach wie vor noch offen.
Wer hat einen Vorschlag? Doppelfilter oder sowas?
Hmm.

ciao
gustav

von HildeK (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Die Frage nach dem "Namen des Kindes" ist aber nach wie vor noch offen.

Noch offen? Nein.

hinz schrieb:
> Tiefpass 4.Ordnung.

von Karl B. (gustav)


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HildeK schrieb:
> Noch offen? Nein.

Hi,
ich meinte, irgendeinen Trivialnamen.
So wie Pi-Filter T-Filter oder Bessel  etc.
Zur Not eben Doppel T.
Aber das passt nicht.
ciao
gustav

von Harald W. (wilhelms)


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Karl B. schrieb:

> ich meinte, irgendeinen Trivialnamen.

Ich würde "doppeltes LC-Filter" vorschlagen. :-)

Ich vermute mal, das man solche Filter nur selten verwenden wird,
weil bei diesem Aufbau sich alle Bauteile gegensewitig beeinflussen.
Einfacher wirds, wenn man in der Mitte einen Impedanzwandler, z.B.
in Form eines OPVs dazwischen schaltet. Ich kenne ein doppeltes
RC-Filter aus der Rauheitsmeßtechnik. Auch dort gibt es in der Mitte
eine Entkopplungsstufe.

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen,

ich fang mal vorne an:

@ Der Zahn der Zeit

> Dass dabei Resonanzen (hier zwei mit unendlicher Amplitude) entstehen
Würdest du mir das einfach erklären (können) ?

..dass du - sehenden Auges - den Begriff "Aktiv" verwendet hast
Ich habe gedacht, ich hätte es ausführlich genug definiert. 'Aktiv' 
bezog sich auf die Filtereigenschaften; ein R hat im Gegensatz zu L und 
C kein frequenzabhängiges Verhalten.

@ Lutz

ist ok.

@ HildeK
> ..ein Filter ist zumindest ohne Quelle reichlich nutzlos..
Aber was ist eine 'hochohmige Senke'?
Nie gehört.

@ Karl

> ..Die Frage nach dem "Namen des Kindes"..
4-polig ist ja klar. Bei den Amis meine ich gelesen zu haben 'extended 
pi'.
Mit 3-, 5-, 7-polig usw. ist das ja ziemlich einfach
Lässt man im obigen Beispiel das Eingangs-L weg, ist das ein
Pi-Tiefpass 3. Ordnung Bessel, Butterworth, Chebycheff; je nachdem, wie 
ich es berechnet habe. Ein Cauer ist es nicht, andere Struktur.
Lässt man im obigen Beispiel das Ausgangs-C weg, ist das ein
T-Tiefpass 3. Ordnung. Bei den Chebycheffs fehlt noch die Welligkeit.

Schade, der TO hat sich nicht beteiligt; ich hoffe, es hat ihm was 
gebracht

73
Wilhelm

: Bearbeitet durch User
von GHz N. (ghz-nerd)


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Wilhelm S. schrieb:
> (*)
> Jetzt keine Palaver wegen 'aktiv'. Jeder Depp weiss, dass Ls und Cs
> keine Betriebsspannung brauchen.

"reaktiv" würde perfekt passen :)

von Lutz V. (lvw)


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Harald W. schrieb:
> Ich vermute mal, das man solche Filter nur selten verwenden wird,
> weil bei diesem Aufbau sich alle Bauteile gegensewitig beeinflussen.

Diese Abzweig-Strukturen (ladder-topology) ohne Entkopplungsverstärker 
sind die klassische Form der passiven Filter, so wie sie in den 
bekannten Katalogen (z.B. von Saal) enthalten und in normierter Form 
tabelliert sind.

Sie sind in dieser passiven Form heute relativ unüblich geworden,
ABER: Sie spielen eine große Rolle in Filterstrukturen höherer Ordnung 
(n>5), wenn die Funktion der Spule durch eine "aktive Induktivität" 
(mittels OPV) nachgebildet wird.
Diese Filter höherer Ordung haben deutlich bessere Eigenschaften als 
eine Reihenschaltung von Stufen 2. Ordnung (weniger 
toleranz-empfindlich)

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Wilhelm S. schrieb:
> bin ich Funkamateur und das seit mehr als 50 Jahren ...

Funkamateure werden oft unterschätzt. Vermutlich weil dabei viele an das 
Wort Amateur denken.

Amateur zu sein bedeutet nicht, keine Ahnung zu haben. Es bedeutet, daß 
man damit kein Geld verdient.

Ich habe schon die unglaublichsten Sachen gesehen, die von 'Amateuren' 
ersonnen wurden. Gerade Filter, Sender, Empfänger, Antennen und 
HF-Technik allgemein. Und wenn man selber konstruiert, mißt und baut, 
dann geht das einher mit sehr viel Erfahrung.

73 von Mohandes (der immer noch keine Lizenz hat aber auch seit bald 45 
Jahren an Radios, Verstärkern, HF-Schaltungen, usw bastelt - und das 
nach wie vor mit Leidenschaft)*.

* Angefangen hat es, wie bei vielen, mit einem Kosmos-RADIOMANN. Mit 
Röhre (EF98) und einem Ge-Transistor. Spulen natürlich selbstgewickelt, 
der Elko bestand aus einem Alu-Röhrchen mit Natronlösung. Kennen die 
Älteren noch. Detektorempfänger, verschiedene Audions, Pendelempfänger 
... irgendwann ein Superhet. Und natürlich (kleine) Sender.

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Wilhelm S. schrieb:
> Aber was ist eine 'hochohmige Senke'?
> Nie gehört.

Z.B. der Eingang eines nichtinvertierenden OPAs.
Filter gibt es nicht nur in der HF-Technik :-)

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Wilhelm S. schrieb:
>> Dass dabei Resonanzen (hier zwei mit unendlicher Amplitude) entstehen
> Würdest du mir das einfach erklären (können) ?
Ja sischer dat, sischer...
Simulation von idealen Elementen mit höchster Auflösung - nur weil die 
Auflösung (Schrittweite) endlich ist, werden die Amplituden bei der 
Simulation nicht unendlich. Ich könnte es auch mathematisch belegen (-> 
in der Übertragungsfunktion werden bei  zwei Frequenzen die Nenner = 0) 
- aber das muss doch wohl nicht sein.

Wilhelm S. schrieb:
> Ich habe gedacht, ich hätte es ausführlich genug definiert. 'Aktiv'...
Ja, das habe ich nach mehrfachem Lesen dann auch so verstanden.

VY73 de DZDZ (auch Rentner)

von HST (Gast)


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Hier mal einfach eine Berechnung/Simulation statt langem Text. Solche 
Filter sind nur sinnvoll mit passenenden Abschlusswiderständen.
Gezeigt ist ein solches Tiefpass-Filter mit einer Grenzfrequenz von 
1MHz. Bei geradzahliger Ordnungszahl (4) müssen für eine richtige 
Funktion Quell- Und Lastwiderstand ungleich sein (hier 50 bzw. 99 Ohm)

Im HF-Gebiet sind passive Filter immer noch unverzichtbar.

MfG,  Horst

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Schaut doch einfach in teure, alte, seltenere HiFi-Lautsprecherboxen.
Links speist der NF-Verstärker, rechts hängt der Basslautsprecher dran.
Ganz real.
Dann ist es ein Tiefpass 4. Ordnung, beispielsweise Butterworth.
Offiziell dann ein 24dB-Tiefpass.
Und keinerlei "unendliche" Pole.

von Hp M. (nachtmix)


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Neuling schrieb:
> Hat so ein doppelter LC-Tiefpassfilter auch einen speziellen Namen?

Wenn derlei hinter Gleichrichtern zur Glättung des Gleichstroms 
verwendet wird, bezeichnet man es oft recht unspezifisch lediglich als 
"Siebkette".

von max123 (Gast)


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Halo,
die Schaltung hat schon einen Namen. Der ist "Reaktanzzweipol" (z.B. am
Eingang )
Für ganz tiefen Frequenzen ist das z am Eingang wie bei einem 
Kondensator.
Daher ist das Z bei f=0 -unendlich und damit eine Polstelle.
Jetzt die Formel
N + P = B + 1
Nullstelle und Polstelle = Bauelemente + 1;
Wir haben 4 Bauelemente und damit 5 Extreme.

1. Polstelle
2. kommt eine Nulllstelle
3. Polstelle (das Z fällt von +unendlich nach -unendlich)
4. Nullstelle
5.geht das Z, wie bei einer Induktivität, nach + unendlich.

Das ist der Verlauf von Z am Eingang. Noch nicht der Filterverlauf.

von max123 (Gast)


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Halo,
die Schaltung hat schon einen Namen. Der ist "Reaktanzzweipol" (z.B. am
Eingang )
Für ganz tiefen Frequenzen ist das z am Eingang wie bei einem
Kondensator.
Daher ist das Z bei f=0 -unendlich und damit eine Polstelle.
Jetzt die Formel
N + P = B + 1
Nullstelle und Polstelle = Bauelemente + 1;
Wir haben 4 Bauelemente und damit 5 Extreme.

1. Polstelle
2. kommt eine Nulllstelle
3. Polstelle (das Z fällt von +unendlich nach -unendlich)
4. Nullstelle
5.geht das Z, wie bei einer Induktivität, nach + unendlich.

Das ist der Verlauf von Z am Eingang. Noch nicht der Filterverlauf.

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Betreibt aber niemand ohne Last, wäre sinnlos!

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