Berekeningen passief RC filter

Die 340 Hz klopt wel. Als je dat te hoog vindt, kun je een grotere C nemen. Voor een gitaar maakt het meestal niet zoveel uit, omdat de toon tòch vervormd wordt, zodat de grondfrequentie er helemaal niet zoveel toe doet. Luister desnoods eerst even; grote C's zijn duur.

Bij lagere volumes blijft de condensator 10k 'zien', dat wordt niet minder. De kantelfrequentie wordt dus niet hoger bij lager volume!
Dus als je 340 Hz wel acceptabel vindt, is de schakeling zoals hij is prima.

[Voor preciezelingen: de waarde 10k geldt als de navolgende belasting te verwaarlozen is ten opzichte van die 10k (dus flink hoogohmiger is). Is hij dat niet, dan moet je met de totale parallel-vervangweerstand rekenen. De berekende kantelfrequentie is dan iets hoger.

Als de belasting meegerekend moet worden, zodat bij vol volume de te verrekenen weerstand minder is dan 10k, dan zal die weerstand bij lagere volumes weer stijgen, tot hij bij minimaal volume (waar de belasting geen invloed meer heeft) weer 10k is.]

Op 3 maart 2014 17:13:46 schreef Tizzle020:
Mijn vraag is daarom of het eerste geval nou wel of niet een passief (en ongewild) high pass filter is?

Passief betekent dat er geen versterkende delen aanwezig zijn die invloed op dit deel van de schakeling hebben.

En zo ja, waarom staat er in bijna elk schema in dat geval deze schakeling?

Dit is de eenvoudigste manier om DC te blokkeren, iets wat vaak nodig is.

Dus die C is alleen voor de DC blokkade en vormt daarbij ook een passief filter met de 10K.

De uitdaging is voor mij om met dit project een zo'n clean mogelijk geluid te trekken uit de LM386 in combinatie met 4x 8ohm 0,5watt in speakers in serie. Nu is is het wel zo dat ik aan het einde als nog een high pass filter heb om te zorgen dat de kleine speakertjes (6cm) niet "farten".

Nu ben ik eens gaan opzoeken waar de frequenties van de gitaar noten liggen en volgens wiki is dat ongeveer tussen de 80 en 330 Hz..... http://nl.wikibooks.org/wiki/Gitaar/Gitaarstemming

Okay dan snap ik het niet helemaal meer. Ik heb het geluid namelijk redelijk clean gekregen maar als het ongewilde highpass filter aan begin 340 Hz als fc heeft kan er in theorie toch geen geluid uit komen?

@Frederick E. Terman:
Ik snap niet helemaal waarom de kantelfrequentie (wat denk ik het zelfde is als cutt off frequentie?) wel of niet zou veranderen. De C blijft dus 10K zien op het moment dat de 10K aanzienlijk groter is dan de weerstand erachter? Of juist als de weerstand erachter aanzienlijk groter is dan de 10K?

De weerstand kun je op 10k stellen:
Als de navolgende belasting te verwaarlozen is ten opzichte van die 10k (dus flink hoogohmiger is).

"Kantelfrequentie" is het moeilijke woord voor cut off frequency.
Of eigelijk is 'cut off frequency' (afsnijfrequentie) gewoon fout, want de frequenties eronder worden helemáál niet afgesneden, zoals je duidelijk kunt horen: ze zijn er gewoon nog, alleen langzamerhand een beetje zwakker.

'Kantelfrequentie' is een veel betere uitdrukking. Het is het punt waarop de grafiek van horizontaal begint te kantelen naar 6dB/oktaaf. En dat is heel iets anders dan afsnijden.

Nu snap ik de 10K!

Maar inderdaad is die cut off frequency niet een "cut off" maar het begin van de slope. Kantelfrequentie is minder toegankelijk voor misverstanden. Maar het kan dus wel kloppen dat ik nog wel clean geluid eruit krijg.

Dank voor de reacties!

Toch nog een vraag met betrekking tot het tweede schema wat ik laat zien.

Als ik de pot zo aansluit snap ik even niet wanneer er nou hoeveel weerstand is... Het pootje voor het doorgeven aan het pootje van de aarde leggen, wat doet dit precies?

[Bericht gewijzigd door Henry S. op dinsdag 4 maart 2014 00:52:27 (32%)

Van de werking van het tweede schema is zo 'los' niet veel te zeggen.
Is de bron een laagohmige spanningsbron, dan doet de schakeling niets.

Het is een laagdoorlaatfilter (het 'hoog' verdwijnt gedeeltelijk naar massa), maar wat het effect ervan is hangt af van de plaats waar je het aansluit: hoe hoogohmig is dat punt. Dat bepaalt niet alleen de kantelfrequentie, maar ook hoe stevig het ding ingrijpt.
In feite is de impedantie ter plaatse ook een onderdeel, dat niet in het schema genoemd wordt maar wel de helft van de werking uitmaakt.

Onbruikbaar voor algemeen gebruik dus; dit kun je alleen toepassen op een bepaalde plaats in een bekend apparaat: daar waarvoor het bedacht is.

e: hoe komen die schemaatjes trouwens zo mooi paars?

Het is een laagdoorlaatfilter? Ik dacht altijd dat als de volgorde C dan R was dat er dan een hoogdoorlaatfilter ontstaat? En vica versa.

Maar als ik het dus goed begrijp is dus ook de hoogohmigheid van de bron van belang bij de berekening? Hoe kan ik dit toepassen? Ik zal het hele schema wat ik nu heb er even bijgeven, ik heb alles aangesloten op broodplank en daar krijg ik de verwacht filtering.

De transistor is een J113. Het eerste filter met switch zou als kantelfrequentie 340 hebben (hoog doorlaat). Het filter met switch op het einde zou als kantelfrequentie 10Khz hebben (laag doorlaat). Daarnaast is de 47 uF in combinatie met de speaker load (4x8 ohm = 32 ohm) een (hoog doorlaat) filter met een kantelfrequentie van 105 Hz. Dit heb ik berekend met de formule 1/2.PIE.R.C = F.

Maar klopt dit dan wel? Voor mijn gehoor wel, maar hoe komt dat dan precies? En zijn de 3K9 en 100nF, op het begin, dan ook een filter samen? En de 100nF en de 10K pot?

Ik dacht dat ik passieve filtering snapte... xD

EDIT: haha dat komt door de totaal verpeste witbalans op mijn iPhone

Thijs

Die 150 ohm en 100nF aan de uitgang moet je niet uitschakelen! Die zitten daar om het IC te beschermen.
Ze zorgen ervoor dat op heel hoge frequenties, waar je last zou kunnen krijgen van de steeds hoger wordende impedantie van de luidspreker, het IC dan tenminste nog die 150 ohm ziet.
Het is geen laagdoorlaatfilter - althans, je hoort er niets van. Ga maar na: op lage frequenties ziet de versterker alleen de luidspreker; op hoge frequenties komt er 150 ohm overheen te staan.. "lekker belangrijk", denkt die versterker, "mijn uitgangsweerstand is maar een paar tiende ohm; dat verschil ga je echt niet zien."

Ik dacht dat ik passieve filtering snapte... xD

Je kijkt gewoon op de verkeerde manier naar de filters.

Als je een C parallel aan een signaalpunt hangt, dan heb je een laagdoorlaatfilter gemaakt. Wat dan de kantelfrequentie is, hangt af van de impedantie ter plaatse: dat is je R. Hang je een C parallel aan een spanningsbron (R=0), dan gebeurt er met de doorlaat niets. Maar hoe hoger de impedantie, hoe eerder, en hoe meer, de C werkt.

In jouw geval is de impedantie afhankelijk van de stand van de volumeregelaar. In het midden (qua weerstand) is de totale R het hoogst. Bij hogere en bij lagere volumes is de R lager.
Bij hogere R is het kantelpunt lager, en is het effect van de regeling ook groter.
De onderstaande grafiek, getekend bij volume 0, -6, -12 en -20 dB, laat dit goed zien. 'Groen' (bij -6dB volume) heeft de laagste kantelfrequentie en het grootste regelbereik.
          Simetrix

De 100n en de volumeregelaar vormen samen een hoogdaarlaatfilter.
De totale grafiek ziet er daardoor zo uit:
          Simetrix

Bij al dit soort vragen is een goede manier om aan een antwoord te komen:
Kijk bij heel lage frequenties: de condensatoren geleiden niets, je kunt ze wegdenken. Hoe ziet het (deel)schema er nu uit? Bereken de uitgangsspanning.
Kijk bij heel hoge frequenties: de condensatoren zijn 0 ohm, je kunt ze vervangen door een doorverbinding. Hoe ziet het (deel)schema er nu uit? Bereken de uitgangsspanning.
Soms wil je dan ook nog een frequentie halverwege proberen.
Simpel maar toch eenvoudig.

Frederick,

Heel erg bedankt voor de uitleg! Zijn een aantal dingen weer duidelijker geworden. Ook de grafieken erbij zijn erg prettig. Hoe kom je daar zo aan?

Voor de zekerheid:
Het bereik waar we het over hebben (aangegeven door de verschillende lijntjes per kleur) is het bereik van de potmeter waarmee de toonregeling word gedaan toch? Alleen om die goed te berekenen moet er rekening gehouden worden met de andere weerstanden. In dit geval de volume regeling.

Toch vroeg ik me nog af; de impendantie ter plaatste is dus niet alleen het weerstandje dat voor de C hangt? Tenzijde de R van het weerstandje zo groot is dat de weerstand daarachter verwaarloosbaar worden?

Ik snap ook nog niet helemaal waarvoor het belangrijk is dat de vesterker die 150ohm ziet bij hoger frequenties. Ook de rede waarvoor het laagdoorlaat filter aan het einde niet werkt is voor mij nog niet helemaal duidelijk. Als het verschil in impendantie dus heeeel groot is (een paar tiende ohm van de versterker tegenover het 150 ohm weerstandje) werkt het filter niet?

Alvast bedankt!

Thijs

De grafieken komen uit een simulator; ik heb de link ernaast gezet. In dit geval zou een spreadsheet wel genoeg geweest zijn.

Filteren door met een RC-combinatie een bron gedeeltelijk kort te sluiten werkt slecht als de bron (of de belasting, of beide; het gaat om de totale impedantie) laagohmig is.
Vergelijk het met het aansluiten van een extra lamp op de 230V. Daardoor zakt de spanning maar nauwelijks.

Een L-vorm filter (serieweerstand, parallelcondensator bijv.) is gemakkelijker te begrijpen, omdat je dan de serieweerstand echt kunt zien zitten. Je hebt er dan ook meer controle over. Maar de belasting moet dan evengoed nog hoogohmig zijn, anders is de impedantie ter plaatse alsnog laag.

Je vragen kun je gemakkelijk zelf beantwoorden door gewoon te doen wat ik voorstelde. Reken de zaak uit (of kijk alleen maar) voor lage en voor hoge frequenties.

Aah, dat is inderdaad een hele goeie om het met dat lampje te vergelijken!

Voor het berekenen; ik moet de uitgangsspanning berekenen op verschillende frequenties om het verloop van het filter en de kantelfrequentie te kunnen bekijken, toch?

Zonder tegenbericht post ik zo snel mogelijk mijn antwoorden hier. Die zouden als het goed is overeen moeten komen met wat ik in de grafiek hierboven zie neem ik aan?

Thijs

Om te weten of iets een laag- of hoogdoorlaatfilter is, hoef je alleen bij frequentie nul (condensators weglaten) en frequentie 'oneindig' (condensators vervangen door doorverbindingen) te kijken.

De grafiek hierboven is inclusief FET. Je kunt die vervangen door de ingangsspanning in serie met ongeveer 300 ohm.
(Vandaar dat 0 dB niet helemaal 0 dB is, maar iets minder; dat is de verzwakking door de FET.)

@Tizzle020: Ik kan je dit boek aanraden als je in filters wilt verdiepen. Ik moet je wel waarschuwen voor de wiskundige formules.

2e hands kan je misschien nog aan 'Praktische Filtertechniek' van Harry Baggen, Elektuur 1990, ISBN 90-70160-86-2 komen.

En zie ook http://www.circuitsonline.net/download/82/schakeling-ontwerp/op-amps-f…