Berechnen von Filterparametern TP 2. Ordnung

Hallo Gruppe,

ich bastele ja gerade mit filtern rum und bin ordentlich am Rechnen. Und schon wieder stehe ich vor einen sehr seltsamen Problem. Angenommen ich habe einen TP 2. Ordnung (passiv) gegeben, mit dessen Übertragungsfunktion (also der Betrag):

tp2 := (r1, c1, l1, omega) -> sqrt(1/(omega^4 * l1^2 * c1^2 + omega^2*r1^2*c1^2 - 2*omega^2*l1*c1 + 1));

wobei omega = 2 * Pi * f

Ich dimensioniere den jetzt mit Werten als 9kHz Grenzfrequenz-Filter:

r1 = 200 kOhm c1 = 88.4 pF l1 = 1 uH

In Maple probiere ich jetzt aus, ob das denn auch passt:

evalf(tp2(r1, c1, l1, 2*Pi*9*kilo)); 0.7071845094

Prima, bei 9kHz also genau 1/sqrt(2). Was ich jetzt allerdings versuche, ist rauszufinden, bei welcher Frequenz die Amplitude genau auf "val" abgesunken ist, und wieder bemühe ich Maple:

sols := solve(tp2(r1, c1, l1, 2*Pi*f) = val, f);

gibt mir vier Lösungen, a, -a, b und -b. Dass a und -a symmetrisch und b und -b symmetrisch sind, leuchtet mir ein - schließlich ist das Spektrum ja auch im negativen symmetrisch.

Allerdings sind auch die Lösungen a und b Murks:

val := 0.707; val := 0.707 > evalf(sols[1]); 405292.5161 I > evalf(sols[2]); -405292.5161 I > evalf(sols[3]); 11 0.3183097962 10 I > evalf(sols[4]); 11 -0.3183097962 10 I

Kein Ergebnis ist an den 9kHz auch nur nahe dran. Alle sind Pfusch. Ich nehme an, dass das Problem einfach zu schlecht konditioniert ist, um es gescheit lösen zu können. Ist das möglich? Wenn ja, wie bekomme ich die Ergebnisse, die ich suche?

Vielen Dank für die Hilfe, Johannes

--
"Wer etwas kritisiert muss es noch lange nicht selber besser können. Es
reicht zu wissen, daß andere es besser können und andere es auch
besser machen um einen Vergleich zu bringen."     -     Wolfgang Gerber
       in de.sci.electronics
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Johannes Bauer
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"Johannes Bauer" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@joeserver.homelan.net...

Hallo Johannes,

wie soll denn die Filterstruktur aussehen?

Generator->R1->L1->Ausgang->C nach Masse

9kHz=9000Hz ? Also da müsstest du schon 1H einwerfen. Das kann man aber nicht mit ein paar pF Streukapazität bauen und der parallele Verlustwiderstand wäre auch kleiner 200kOhm.

Ich vermute deine Formel für die Übertragungsfunktion ist falsch.

Du könntest es mit LTspice plotten und mit dem .MEASURE Kommando die Frequenz für jede gewünschte Dämpfung berechnen lassen.

Gruß Helmut

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Helmut Sennewald

Helmut Sennewald schrieb:

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Hmja, ich habe im Moment mir noch keine Gedanken darüber gemacht, wie wirklichkeitsnah/fern die einzelnen Parameter sind, sondern rechne im Moment recht stur. Was wären denn sinnvolle Angaben für einen tatsächlichen Filter?

Hm - die habe ich auch von Wiki:

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Naja, ich würde halt gerne verstehen, was das Problem ist, bezeihungsweise warum es bei mir nicht funktioniert, damit ich es am Ende nachprogrammieren kann um es in eine Skritsammlung einzubinden.

Viele Grüße, Johannes

--
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Johannes Bauer

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Hallo Johannes,

Hier mal ein paar praktischere Werte.

R=1k, L=12mH, C=24nF

Generator--R--L--(Ausgang)--C--Masse

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So hat man das früher tatsächlich mit L und C gemacht.

Heute würde man ein aktives Filter(Opamp, R, C) für diesen Frequenzbereich benutzen. Die Übertragungsfunktion wäre natürlich die Gleiche.

Gruß Helmut

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Helmut Sennewald

Hallo Johannes,

....

Rechne noch einmal mit Maple nach, Du hast leider nicht das ganze Skript geschickt. Bei mir passt es:

+omega^2*r1^2*c1^2 - 2*omega^2*l1*c1 + 1));
10 10 sols := -9001.978964, -3.183097962 10 I, 3.183097962 10 I, 9001.978964

Viele Grüße Eckhard

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Eckhard Neber

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