Tiefpassfilter am Ausgang des Mikrocontrollers

Ich erzeuge ein Signal, das 7 Frequenzen enthält, mit einem Mikrocontroller mit einem DAC. die Frequenzen sind 16,5 kHz 16,7 kHz 16,9 kHz 17,2 kHz 17,4 kHz 17,6 kHz 17,8 kHz. und die Abtastfrequenz (am Ausgang) beträgt 86 kHz. Das Signal vom MC wird dann durch zwei Widerstände (600R/2600R) verringert und in den LM-386 (der das Signal um 20 erhöht) und dann in einen 4-Ohm-Lautsprecher eingespeist.

Aufgrund der Erzeugungsmethode erhalte ich Harmonische, Aliasing und einige parasitäre niedrige Frequenzen, die ich loswerden möchte. Ich habe berechnet, dass ich für RC-LPF mit Fc = 20 kHz 220 nF und 34 Ohm benötige, aber wenn ich sie direkt vor die (600R / 2600R) Widerstände stelle, scheint das gesamte Signal erheblich gedämpft zu sein!

Mache ich hier etwas falsch? Danke für die Hilfe!

EDIT: Der Mikrocontroller ist pic16F1783

hier ist der Schaltplan:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ein Schaltplan wäre sehr hilfreich, um Ihr Problem zu verstehen.
Warum dämpfst du das Signal vor dem Operationsverstärker? Sie können die Verstärkung des Operationsverstärkers bei Bedarf einfach reduzieren. Ich würde einen Filter nach dem Operationsverstärker setzen, da der Operationsverstärker einen niederohmigen Ausgang liefert. Es wäre hilfreich, wenn Sie einen Schaltplan einfügen und Informationen zu Ihrem Mikrocontroller geben würden.
Verwenden Sie eine Single- oder Dual-Supply-Konfiguration? Wenn es sich um eine Einzelversorgung handelt, könnten diese Widerstände als Referenzpunkt dienen, sodass Sie möglicherweise eine falsche Schaltung haben. Schaltplan würde definitiv helfen.
Es hört sich so an, als hätten Sie Probleme mit Ihrer Synthesesoftware. Wenn Sie diese beheben, sollte Ihre Ausgabe innerhalb der Nyquist-Bandbreite sauber sein und nur ein Tiefpassfilter für Anti-Aliasing erforderlich sein.
Tatsächlich versuchen Sie eine grobe Problemumgehung für die DDS-Implementierungsprobleme, die in Ihrer vorherigen Frage electronic.stackexchange.com/questions/53567/frequency-shift angesprochen, aber anscheinend noch nicht behoben wurden
@Gustav; weil er keinen Operationsverstärker verwendet. Der LM386 ist ein großartiges kleines Biest zum Ansteuern von 8-Ohm-Lasten bei normalen Audiofrequenzen, aber ich bin mir nicht sicher, ob er für diesen Job das Beste ist; mehrere HF-Signale mit voller Amplitude verursachen einen ziemlich hohen IMD-Pegel. OTOH, ich bezweifle, dass es selbst dann noch schlimmer sein wird als ein 8-Bit-DAC.
@BrianDrummond: Danke für die Klarstellung. Ich dachte, es wäre ein Operationsverstärker, aber da Olis Erklärung nicht gut ist, ist das Hinzufügen eines Puffers fast immer bei einem DAC ein Muss.

Antworten (1)

Das DAC-Peripheriegerät des PICs hat eine sehr geringe Treiberfähigkeit (lesen Sie eine hohe Ausgangsimpedanz), sodass es gepuffert werden muss. Das Datenblatt gibt ein Beispiel:

DAC-Puffer

Wenn Sie Ihren RC-Filter direkt nach dem DAC hinzufügen, wird die Impedanz des DAC zum R im RC-Filter hinzugefügt und die Bandbreite verringert. Implementieren Sie also den Puffer und setzen Sie danach den Filter (oder Sie können den Filter zu einem Teil des Gain-Operationsverstärkers machen).

Um den Operationsverstärker mit der Verstärkung von 20 zu filtern, können Sie einen Kondensator über dem Rückkopplungswiderstand hinzufügen, etwa so:

Opamp-Filter

Hier sind ein paar Referenzen zu Opamp-Filtern:

Grundlegende Referenz
Opamps für alle - nicht nur Filter, sondern ein insgesamt hervorragendes kostenloses Buch über Opamps, das es wert ist, zur Hand zu sein.

@Daniel - Ich glaube, ich habe hier die Waffe gesprungen, ich dachte anfangs, der Filter wäre nach dem Teiler (sorry). Ich sehe, dass der DAC in den PIC eingebaut ist, überprüfe es gerade ...
Ich habe mir das Datenblatt des PIC, ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41579D.pdf auf Seite 170 angesehen , das den DAC beschreibt, es sagt nichts über die Ausgangsimpedanz aus ...
Nein, es ist nicht die beste Dokumentation, aber auf Seite 169 im letzten Absatz heißt es, dass der DAC aufgrund der begrenzten Laufwerkskapazität gepuffert werden muss. Fügen Sie also den gezeigten einfachen Opamp-Puffer und Ihren Filter hinzu. Sie benötigen eine bekannte Impedanzquelle, aus der Sie Ihren Filter treiben können (oder wie erwähnt, kann er Teil des Operationsverstärkers werden, indem Sie einen Kondensator über den Rückkopplungswiderstand legen - wenn Sie möchten, kann ich auch ein Beispiel dafür hinzufügen).
Danke. Könnten Sie bitte erklären, was Sie mit "Verringern der Bandbreite" meinen? welche Bandbreite? Wenn es keine Probleme gibt, würde ich gerne lernen, wie man einen Kondensator über den Rückkopplungswiderstand legt. Vielen Dank!
Die Bandbreite Ihrer Schaltung - zB welchen Frequenzbereich sie durchlässt und welche sie blockiert. Die Bandbreite wird normalerweise als der Punkt definiert, an dem das Signal um 3 dB (0,707 des ursprünglichen Pegels) abgefallen ist. Genau wie bei der Berechnung Ihres LPF berechnen Sie die Bandbreite des Filters.
Ich weiß, was Bandbreite ist :) Ich habe einfach nicht verstanden, welche Bandbreite verringert wird ... Ich nehme an, Sie meinten, dass die Bandbreite statt 0-23 kHz niedriger sein wird? Ich verstand einfach nicht warum. Du hast viel geholfen! Danke
Ja das ist, was ich meinte. Ich denke, es ist tatsächlich besser, den Filter einfach nach Ihrem Puffer zu platzieren (da dies die Dinge für einen einzelnen Versorgungskreis vereinfacht). Ich werde jedoch ein paar Referenzen hinzufügen, die sich ausführlicher mit dem Thema Operationsverstärkerfilter befassen.
Tiefpassfilter am Ausgang des Mikrocontrollers
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