Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wie leg ich einen LC-Filter aus, der.


von Möchtegern-Dämpfer (Gast)


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... bei 1MHz eine Dämpfung von 20 dB aufweist?

Hallo Leute,
ich stehe bei der Dimensionierung etwas auf dem Schlauch. Ich kann 
wiederholt zwar die Grenzfrequenz in diversen Bücher nachlesen und 
"ergooglen" aber wie ich einen LC-Filter mit einer speziellen Dämpfung 
bei einer Frequenz auslege finde ich nicht :(
Ich könnte jetzt stochastisch eine AC-Simulation mit diversen 
Kombinationen in LTspice machen, aber das kann doch nicht der richtige 
Weg sein, oder?

Könntet ihr mir da weiter helfen?

Es geht darum, vor einem Schaltregler der rumferkelt einen Filter von 
größer 10db (daher meine 20dB Annahme - mag ggf. recht überdimensioniert 
sein!) bei 1MHz vorzusetzen.

von Falk B. (falk)


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Für sowas gibt es diverse Berechnungsprogramme, neudeutsch Tools. Auch 
online.

http://sim.okawa-denshi.jp/en/Fkeisan.htm

von H. H. (Gast)


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Einzelner LC Tiefpass hat 12dB/Oktave.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Für sowas gibt es diverse Berechnungsprogramme, neudeutsch Tools. Auch
> online.
Ja, in der Tat, die Zeiten haben sich geändert. Damals gab es für sowas 
noch Grundlagenwissen und Hirn ;-)

Grundlagenwissen: XC : XL = 1 : 10 @ 1 MHz

Hirn: C und L so aussuchen, dass die Strombelastbarkeit von L und die 
Betriebsspannung von C nicht überschritten werden, dass RL und RC nicht 
zu groß sind (-> Datenblattangabe). Aufpassen: Die Resonanzfrequenz von 
L sollte nicht < 1 MHz sein.

Das ergibt einen Kompromiss bezüglich Baugröße und Kosten der Bauteile.

von Möchtegern-Dämpfer (Gast)


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Würth sagt hier 
https://www.we-online.com/katalog/media/o108994v410%20AppNotes_ANP044_AuswirkungVonLayoutBauelementenUndFilterAufDieEMVVonModernenDCDCSchaltreglern_DE.pdf 
in Abs. 2.2, dass wenn man eine Grenzfrequenz eines LC-Filters von 1/10 
der Schaltfrequenz einstellt, damit 40dB Dämpfung erreicht werden.
Aber irgendwie fehlt mir noch immer der Zusammenhang zwischen 
Ziel-Dämpfung und Auslegung der Bauteile.

von H. H. (Gast)


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Möchtegern-Dämpfer schrieb:
> in Abs. 2.2, dass wenn man eine Grenzfrequenz eines LC-Filters von 1/10
> der Schaltfrequenz einstellt, damit 40dB Dämpfung erreicht werden.

Das sind 3,32 Oktaven, und 3,32 * 12dB = 40dB.

von Carlo (Gast)


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von Carlo (Gast)


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


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Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Grundlagenwissen und Hirn

Ja, geht auch ohne Online-Kalkulator. In Kurzfassung:

n • 6 dB/Oktave,
n • 20 dB/Dekade

Ein einfaches RC-Filter hat die Ordnung n=1, bei einem LC-Filter ist 
n=2, usw. Logarithmisch aufgetragen fällt die Dämpfung nahezu linear. 
Die Grenzfrequenz ist definiert als die, bei der das Eingangssignal um 3 
dB = 1/√2 = 0,707 absinkt.

Hier wird das ganz übersichtlich erklärt: 
https://www.elektroniktutor.de/analogtechnik/filter.html

Edit: Auch wenn es Online-Tools zur Berechnung gibt. Es schadet nicht, 
wenn man ein grobes Verständnis für die Zusammenhänge hat und das im 
Kopf abschätzen kann. Sonst ist das 'Malen nach Zahlen'.

: Bearbeitet durch User
von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Mohandes H. schrieb:
> 'Malen nach Zahlen'
Schön gesagt. Aber Malen nach Zahlen ist out: Die App zeigt eine 
Strichzeichnung an, und man muss in das Feld tippen, das farbig werden 
soll. Buntstift? Was ist das? Wie hält man den fest? Hat der auch 
Bluetooth?

Teacher 2050: "Rechenaufgabe: 13 * 7² + 29 * 19³ - 521 = ? Das Ergebnis 
dieser Aufgabe findet mit der App 'Mylittlebraincrutch' indem ihr die 
Aufgabe abfotografiert und mir einen Screenshot vom Ergebnis zeigt." So 
ungefähr, jedenfalls. Vielleicht auch schon 2030.

Möchtegern-Dämpfer schrieb:
> Wie leg ich einen LC-Filter aus, der bei 1MHz eine Dämpfung von 20 dB aufweist?
Klare Frage: LC-Filter, -20 dB @ 1 MHz. Punkt.
Antworten: Reichlich, auch, wonach nicht gefragt wurde, viele "Tools", 
aber (fast) nix zur gefragten Dimensionierung.

(Ich erwarte jetzt einen Proteststurm;-)

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


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Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Proteststurm;-)

Wieso? Ich bekenne mich auch als 'altmodisch' weil ich gerne Ideen, 
Berechnungen und Schaltpläne mit Blei- & Buntstiften auf Papier zeichne. 
Dabei habe ich Zeit nachzudenken.

Ich rechne auch gerne im Kopf. Oder schätze zumindest ab. Das beugt der 
vorzeitigen geistigen Vergreisung durch übermäßigen Internetkonsum vor.

Hatte ich schon mal hier geschrieben: ich gebe Nachhilfe und viele 
meiner Schüler haben überhaupt kein Verhältnis zu Zahlen. Was der 
Taschenrechner sagt ist Gesetz, ob plausibel oder nicht. Eine Null mehr 
oder weniger, wen stört das schon? Oder gar eine ganze Größenordnung.

: Bearbeitet durch User
von FPGA Notfallseelsorge (Gast)


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Wenn der bei 1 MHz 20 dB Abschwächung haben soll und sonst keine 
weiteren Bedingungen gegeben sind, dann nimm einen Spannungsteiler aus 
zwei Widerständen. Der macht dir von DC bis weit über 1 MHz die passende 
Abschwächung.

von Falk B. (falk)


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Mohandes H. schrieb:
> Ja, geht auch ohne Online-Kalkulator. In Kurzfassung:
>
> n • 6 dB/Oktave,
> n • 20 dB/Dekade

Schon klar, aber spätestes wenn es um die Dämpfung geht, muss man schon 
mehr rechnen. Klar, ging früher auch ohne Tools, ist aber mit deutlich 
einfacher, vor allem wenn man mal schnell ein paar Versionen vergleichen 
will.

von Möchtegern-Entstör- oder Glättungshelfer (Gast)


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Möchtegern-Dämpfer schrieb:
> Es geht darum, vor einem Schaltregler

Welcher denn genau? 1 MHz vermutlich die Schaltfrequenz... was aber
meist mehr stört, sind die mit Schaltfrequenz erfolgenden "Bursts"
(Pulse mit Oszillation), weit höherfrequente Anteile enthaltend -
von vielen -entstehungsgeschichtlich- "Schaltspitzen" genannt. ;-)

Und in den Fällen reicht "Resonanzfrequenz/Spule oberhalb 1MHz NICHT,
sondern f_Reso müßte oberhalb dieser Oszillationsfrequenz liegen.

Um keine wesentliche Kopplung über C_parallel (= Wicklungskapazität)
der Spule zuzulassen, soll dieses oberhalb übrigens WESENTLICH sein.
nicht z.B. "Störfrequenz 10MHz - Resonanzfrequenz der Filterspule:
12MHz ... diese Spule würde kaum wirken. Eher f_Reso 5-, 10-, 20-fach
höchste vorkommende Störfrequenz.

> der rumferkelt

Was sich wie genau äußert? Was wird gestört, oder soll (siehe Fragen
zuvor) WOVOR GENAU präventiv geschützt oder was auch immer werden?


> einen Filter > 10db bei 1MHz vorzusetzen.

VOR den Schaltregler? Was ist denn da genau die Quelle? Aufbau?
(Oder falls doch NACH gemeint: Verbraucher/Last? Aufbau?
Falls Schaltregler selbstgebaut: Layout, Komponenten?)


Also bitte nenne nicht (nur) Deinen (vermeintlichen) Lösungsansatz,
sondern beschreibe die Gesamtsituation (bitte vollständig).

Oder hast Du vielleicht gar kein DSO?

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


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Falk B. schrieb:
> Klar, ging früher auch ohne Tools, ist aber mit deutlich einfacher ...

Ich benutze ja auch gerne Tools. Ich wollte nur darauf hinweisen daß ein 
gewisses Grundverständnis nicht fehl am Platze ist.

Gilt ebenso für Simulationen wie LTSpice & Co. Ohne Verständnis der 
Zusammenhänge klickt man hier und dort und erzeugt viele bunte Bilder.

Sonst ist das wie gesagt, 'Malen nach Zahlen'.

von W.S. (Gast)


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Möchtegern-Dämpfer schrieb:
> Es geht darum, vor einem Schaltregler der rumferkelt einen Filter von
> größer 10db (daher meine 20dB Annahme - mag ggf. recht überdimensioniert
> sein!) bei 1MHz vorzusetzen.

Was mir da in den Sinn kommt, ist daß du besser zunächst sowohl deine 
Schaltreglerschaltung als auch die beteiligten Bauteile als auch deine 
Topologie auf der Leiterplatte überdenkst.

Erst danach kommen Filter aller Art - allerdings zusammen mit 
Abschirmungen usw.

Und denke nicht, daß du von Anderen wirklich zielgerichtete Ratschläge 
bekommen kannst, wenn du dein Thema so abstrahierst: "einen Filter von 
größer 10 dB bei 1 MHz". Oft sieht sich dann so ein Anfrager kurz und 
knapp mit der Entgegnung konfrontiert: "Schaltung zeigen!" weil aus der 
Anfrage überhaupt nicht ersichtlich ist, worin das eigentliche Problem 
besteht und wie man ihm helfen kann.

W.S.

von Alois (Gast)


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LC-Filter auslegen war früher (tm) eine Aufgabe für Spezalisten - und 
fing damit an, sämtliche Filterparameter (inkl. Toleranzen) zu 
spezifizieren. Die Seite 
https://www.elektroniktutor.de/analogtechnik/filter.html bietet einen 
ganz brauchbaren Schnell-Einstieg.

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