Designprobleme bei aktiven Bandpassfiltern

Ich versuche, einen Bandpassfilter zu entwerfen, der Grenzfrequenzen bei 150 Hz und 500 Hz hätte. Der Hauptzweck davon ist das Filtern von auf einem Klavier gespielten Noten (oder erzeugten reinen Tönen), die außerhalb dieses Bereichs liegen.

Ich habe viele Architekturen auf Multisim ausprobiert, aber leider scheinen alle Frequenzgänge in stark negativen dB-Bereichen (-100s) zu geben, und einige verhalten sich nicht einmal so, wie ich es erwarte.

Ich habe auch bemerkt, dass das Ändern der Operationsverstärker in meinen Designs das Verhalten meiner Filter ziemlich drastisch verändert hat. Beispielsweise verursachte die Verwendung von LM741 und LMC6464 sehr unterschiedliche Frequenzgänge. Auch das Anschließen der negativen Schiene an die negative Spannung machte in einigen Fällen einen signifikanten Unterschied im Vergleich zum Anschließen an Masse. Da ich leider keine Möglichkeit habe, eine negative Spannung zu erhalten (oder zumindest keine, die mir bekannt ist), muss ich Masse verwenden.

Ich würde mich über Tipps zum Bau dieses Filters freuen und auch über jeden Einblick, den Sie darüber geben können, warum ich diese Art von Verhalten erhalte (negative dB-Frequenzantwort, völlig unterschiedliche Antwort mit verschiedenen Operationsverstärkern). Obwohl ich hauptsächlich daran interessiert bin, einen aktiven Filter zu bauen, bin ich offen für alle Vorschläge und Entwürfe zum Bau dieses Filters. Vielen Dank für Ihre Zeit und Hilfe.

Ein Grund, warum Sie möglicherweise unterschiedliche Ergebnisse erhalten, sind unterschiedliche Gleichtakt-Eingangsspannungsbereiche der Operationsverstärker. Zuerst rate ich Ihnen, einen geeigneten Operationsverstärker zu wählen (Betriebsspannungen, Gleichtakt-Eingangsspannungsbereich, Bandbreite, Offset-Spannung, ...). Auch wenn Sie ein paar aktive Filter haben, würde ich empfehlen, sich für eine geteilte Stromversorgung zu entscheiden, da dies die Dinge zwischen den Stufen viel einfacher macht.
Ich denke, diese Frage würde erheblich verbessert, wenn Sie einen vorgeschlagenen Schaltplan veröffentlichen würden, der die Eingangssignalquelle zeigt - dies würde uns helfen, Sie am effektivsten zu beraten.

Antworten (1)

Es sind mehrere verschiedene aktive Bandpass-Topologien verfügbar. Die gebräuchlichsten sind Sallen-Key und Multi-Feedback. Zeigen Sie uns Ihren ersten Versuch – damit wir realistisch diskutieren können. Wenn Sie ein Neuling im Filterdesign sind, empfehle ich dringend, eines der Filterdesignprogramme (online oder herunterladbar) zu verwenden. Beachten Sie aber, dass Sie eine klare Vorgabe benötigen (Filterordnung, Mittenfrequenz, Bandbreite bzw. Q-Wert). Und - wenn möglich - nur Split-Versorgung verwenden!

Die Auswahl eines geeigneten Operationsverstärkers sollte in Ihrem Fall kein Problem darstellen, da der Betriebsfrequenzbereich ausreichend niedrig ist (übrigens: Kümmern Sie sich nicht um Gleichtakt-Eingangsspannungsbereiche). Höchstwahrscheinlich haben Sie "seltsame" Ergebnisse (negative dB-Werte) erhalten, weil die Operationsverstärker nicht richtig mit Strom versorgt wurden (Einzelversorgung).