50Hz Kerbfilter

17. 50 Hz Filter


Auch Notch-Filter genannt.

Sehr wichtig ist beim Kerbfilter, das die Bauelemente eine sehr enge Toleranz haben müssen. Mindestens 1%. Entscheidend ist dabei die Paarigkeit. Am Besten ist immer, wenn man sich aus mehreren Bauteilen durch Messungen die heraussucht, die am dichtesten zusammenliegen.

Der Eingangsspannungsoffset sollte nicht unbedingt auf der halben Versorgungsspannung liegen, sondern auf der Hälfte des Aussteuerungsbereiches des OP. Ich verwende gerne den TLC 272. Sein Ausgangsbereich geht von 0,01 bis 4,1 Volt. Der Eingangsoffset liegt deshalb immer bei 2 Volt.

Frequenzgang des Filters mit unterschiedlichen Verstärkungsfaktoren im Bereich 5 bis 500Hz.

Nr

A

V

f0

Dämpfung bei f0

Q

Bemerkung
(1)

11

10

50Hz

-65dB

0,025

Geringe Güte bei hoher Verstärkung
(2)

2

1

50Hz

-60dB

0,25

Entspricht der Güte des Filters ohne Verstärker
(3)

1,1

0,1

50Hz

-45dB

2,5

 
(4)

1,1

0,1

49,5Hz

-33dB

2,5

Realer Verstärker mit R=270k+47k, ½R=150k+6k8, C=10.24nF, C=10,22nF und 2C=10.00nF+9.95nF, R1=100k, R2=10k, C1=10µF

50Hz

-25dB

Die Güte Q des Filters wird bestimmt durch die Verstärkung (A = 1 + R2/R1) und ist definiert als das Verhältnis der Mittenfrequenz f0 und der Breite der -3dB Grenzen.

Zusammenhang zwischen der Verstärkung und der Filtergüte

Sollte in der realen Schaltung die Mittenfrequenz durch die Bauteile nicht genau getroffen werden, kann ein kleiner Trick angewendet werden. Der Widerstand ½R wird durch einen Trimmer ersetzt, dessen Mittelanzapfung an den Ausgang des OP liegt. Die Mittenfrequenz berechnet sich dann nach folgender Gleichung:

r ist der Teilwiderstand von der Rückkopplung zu 2C.