Besseli 3 järgu filter Sallen-Key skeem

[pupsik46]

Tere!
Vajaks natukese targemate abi.

Probleem: PCM2902 audioväljundi DC center voltage on 1.65V, output voltage 1.98 Vp-p.
Alalispinge tavaliselt filtreeritakse välja suure mahutavusega kondekaga (1-5uF), mis signaali teel ei ole mitte hea.

Lahendus: Programmiga Filterpro sai loodud Besseli 3 järgu filter, lõikesagedus 30kHz. Lisasin enne esimese opaka pos. sisendit takisti (R3 ca90k) miinustoitesse. CircuitMakeri simulaatoris näitab nüüd, et
alalispinge on mõni millivolt.
Siin on 2 pilti skeemist ja simulaatorist http://pilt.ee/photo/676389/16151694/

Küsimus: Kas skeem hakkab tööle? Kui hakkab siis kuidas? Äkki on mõni parem lahendus.

[moi]

Originally posted by pupsik46@Dec 20 2005, 11:04
Alalispinge tavaliselt filtreeritakse välja suure mahutavusega kondekaga (1-5uF), mis signaali teel ei ole mitte hea.

Võib ehk kasutada ühte lisa opakat, mille kaudu tekitatakse tugev alalisvoolu negatiivne tagasiside viimasele astmele. Lisa opakas on signaali opaka negatiivses tagasiside ahelas sellises ühenduses et võimendus alalisvoolule on võimalikult suur aga helisagedus vahemikus väga väike.
Päris paljud tootjad kasutavad seda skeemi DAC-i analoog osa väljundi ilma kondekateta nulli ajamiseks.
Skeemi hetkel käepärast ei ole ja ei viitsi joonistada aga ehk said ideest aru.

[pupsik46]

Kuna olen võhik, siis kahjuks ei saanud aru. Äkki viitsid mõne skeemi valmisnikerdada.
Kas mintehtud skeem hakkab tööle?

[andreie]

Skeem hakkab tööle küll. Pead ainult arvestama:
1) -12V võiks olla väga hästi silutud. Igasugune müra seal liitub teguriga umbes 0.1 signaalile.
2) seadetakistist Sa kardetavasti ei pääse.

Filtrites ma pädev ei ole, aga ei näe põhjust muretseda, kuna filtrit arvutavas programmis arvatavasti viga ei ole.

Moi mõte on hea, aga päris nii ta vist ei mõelnud, et negatiivse tagasiside ahelas on helisagedustele võimendus väga väike - nullilähedase tagasiside korral on ju võimendus väga suur.

Ma ise teeksin kondensaatoreid kartes natukene teisiti:
1) DAC-i väljund puhvrisse,
2) Väikese müraga negatiivse pingega stabilisaator (valgusdiood + CCS vms),
3) Kahe sisendiga inverteerivas lülituses op-võimendi, esimene sisend 1) ja teine seisend 2). Teises sisendis on seadetakisti, millegi väljundi null paika kruttida.
Eelis:
a) DAC-i väljund on koormamata ja seega välditakse ka võimalikud moonutused ja
b) negatiivne stabilisaator on ühtlaselt koormatud (inverteerivas lülituses on op-võimendi sisend virtuaalne maa), mis lubab kasutada lihtsaid müravabasid asju ja samuti väldib stabilisaatori pinge-voolu karakteristikast tulenevaid moonutusi.
c) ei ühtegi kondekat....
Puudus: väljund on vastandfaasis sisendiga.
Skeem lühidalt järgmine:


Kardetavasti käib kogu kupatuse sisselülitamisel väljundist kerge hüpe läbi, kuna DAC-i väljundid ja negatiivse pinge stabilisaator rakenduvad erineva kiirusega.

Minu arust ei ole mõtet kondekaid peljata. 8 Vrms signaalile annab 47uF elektrolüütkondensaator 680-oomise koormuse korral THD-d juurde järgnevalt (Douglas Self, Distortion in Power Amplifiers):

Tuleb lihtsalt võtta umbes 10x suurema mahtuvusega kondekas, kui sageduspiiri järgi arvutades tuleks võtta.

[pupsik46]

Õhtul ajan skeemi simulaatorisse + lisan filtri osa.

[moi]

Originally posted by andreie@Dec 20 2005, 16:03
Moi mõte on hea, aga päris nii ta vist ei mõelnud, et negatiivse tagasiside ahelas on helisagedustele võimendus väga väike - nullilähedase tagasiside korral on ju võimendus väga suur.

Ega ma seda skeemi ise välja ei mõelnud vaid olen näinud mõnes tööstuslikus CD mängijas, kus väljundis kondesid ei ole.
Võimendus tagasiside ahelas ei pea muidugi olema "väga väike" vaid nii suur kui vaja normaalse üldise võimenduse saamiseks.

[pupsik46]

Toide on planeeritud 2*12V, stabilisaatorid 7812 ja 7912.
andreie skeem on tore küll, vastandfaas ka ei häiri aga vot filtri osa sinna juurdepookida mina ei oska.
Äkki keegi viitsib täieliku skeemi valmissirgeldada?

[andreie]

Mälu järgi olid 7812/7912 võrdlemisi mürased, aga proovi ise järgi - ühenda mõne võimendi sisend läbi kondeka 7812 väljundisse.

Filtri ühendad otse väljundisse seal on pin "output"

Ma korraks lugesin ka esimest postitust et siis mis Sallen-Key filter originaalis on... korrektsuse mõttes tuleks Sinu toodud skeemis arvestada seda, et alaliskomponendi nullimisel R3 ja -12V abil väheneb on filtri sisendtakistus R1 asemel R1||R3 (R1 ja R3 paralleelselt, pingejaguri väljundtakistus). Sestap tuleb tegelik R1 ja R3 võtta suuremad, et nende summaarne takistus oleks võrdne sellega, mis ette nähtud. Kui R3 asemel kasutada püsivooluallikat (CCS), siis pole vaja ringi arvutada, kuna püsivooluallika väljundtakistus on väga kõrge ja tema mõju võib jätta arvestamata.

Minu arust on see keeruline, kindlasti on lihtsam ja sama hea panna vahele üks kondensaatorsidestusega puhveraste (0.1uF sisend, 1MOhm maasse tõmmatud, FET-sisendiga opakas (näiteks OPA2134 või OPA2604) puhvriks).

[pupsik46]

7812 ja 7912 on jah mürased aga loodan et neist piisab.
Minu esialgne variant (takisti miinutoitesse) tõesti ei ole kõige parem, simulaatoris tekitasin kehva toite (DC -12V, siinus 100Hz, amplituud 1-30mV) see tekitas jubedaid häireid.
Seda, et "outputi" lisada filter sellest sain aru küll, aga tahaks piirduda 2-3 opakaga, sellest tuligi mul mõte sinu antud skeemile filtriosa lisada.
Kas selline 3 opakaga variant läheb läbi - RC ahel (12.1k, 330pf maasse), siis tuleb sinu skeem (1 ja 2op), 3op tuleb Besseli filter oma koos kogu oma padajanniga?

Edit.
Nikerdasin skeemi kokku

Simulaatoris tundus, et asi töötab, kas midagi ei jäänud 2 silma vahele?
Ahjaa, väljundastmesse on mõte panna AD815 (et toidaks klapid ära), teisteks sobiks AD8066 (dual).
Mida arvate, soovitate?

[andreie]

Võtad sellesama Sallen-Key filtri ja tõmbad püsivooluallikaga teise opaka sisendi nulli. Püsivooluallika saad näiteks viimases skeemist, kui teise valgusdioodi viskad minema, väljundiks on transistori kollektor. Voolu reguleerid emitteritakistiga, mis vähemalt esialgsete arvutuste kohaselt tuleb panna tunduvalt suurem senisest (10 kOhm vms).

P.S. oleks muidugi varem selle lahenduse peale tulla, aga ma olen mõttelaisk.

[pupsik46]

Kas sa mqtlesid nii:

Simulaatoris tundus tootavat, huvitav mis haalt ta ka teeb?
Sellest ka teine kysimus, kas on motet kasutada paremaid kive (AD8610 ja AD815) vqi piirduda odavamate ja kehvematega (OP275 vms)?
Mis valgusdiood sobib skeemi?

[moi]

Sain ka aega skeem üles otsida:
DAC-i väljund
NB! Skeemis on veel see nõks, et opakad on pandud tööle A-klaasi režiimis.

[KaruTEC]

A klass ? Kas 680 oomised takid miinusesse liigutavad väljundastme tööpunkti ?
Seleta kui viitsid.

[andreie]

Jah, mõtlesin nii. Täiendus: võib-olla tuleb LED-iga paralleeli ühendada kondensaator mürade vältimiseks. Samuti võib LED-i pingestava R27 takistust tunduvalt suurendada, kuna transistori suure beeta tõttu on ka vajalik baasivool väga väike. LED võib-olla suvaline, voolu ja väljundpinge pead nagunii ise paika kruttima.

Kõlaga ei tohiks midagi halba juhtuda. Opakate koha pealt ei oska kahjuks nõu anda - ise pole ma überkalleid asju kasutanud.

[moi]

Originally posted by KaruTEC@Dec 23 2005, 18:41
A klass ? Kas 680 oomised takid miinusesse liigutavad väljundastme tööpunkti ?
Seleta kui viitsid.

Just nii, konkreetse opaka puhul on.
Muidugi ei ole A-klassis 100%-liselt alati kogu opakas vaid opaka lõppaste, ehk peab teadma mis ja kuidas opaka sees tehtud on, et seda lülitust kasutada.