Frequenzweiche mit R-C-Schaltung berechnen

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HardstyleJoni
Stammgast
#1 erstellt: 31. Dez 2012, 17:52
Hallo Leute,

ich wollte mir eine Sound to Light anlage bauen und brauche dafür eine Frequenzweiche, weil es einfacher ist und ich auf die Verluste verzichten kann habe ich mir gedacht ich ralisiere das mit einer R-C-Schaltung.

habe mir dazu nun dies schoneinmal aufgemalt :

20121231_153644

Die formel die ich benutzen möchte ist f=1/(2*Pi*R*C)

mit f meine ich die Trennfrequenz in dem fall so 90Hz-120Hz.

Ich habe nur eine kleine Verständnis Frage und zwar wie ich jetzt R und C ausrechne..

kann ich einfach einen beliebigen kondensator nehmen und dann den Widerstand ausrechnen oder ander herum? Oder geht das so nicht? Wie bekomme ich die beiden Variablen raus?

Vielen Dank schonmal und allen eien guten Rutsch ins Jahr 2013

Lg Jonas

P.S.: falls ich falsch bin bitte verschieben :-)
jehe
Inventar
#2 erstellt: 01. Jan 2013, 08:47
da passiv, würde ich das eher mit einem LC-Pass lösen, also nem klassischen Tiefpass 2. Ordnung.....
Die Vorteile eines LC-Gliedes liegen unter anderem bei einer besseren Flankensteilheit und, da beide Bauteile Frequenzabhängig bei einem besseren Verhältnis von Ein- und Ausgangswiderstand.

bezüglich deiner Frage gestaltet sich eine kurz gefasste Antwort etwas schwierig.
Neben C und R ist auch noch Z unbekannt.

abgeleitet von deiner Formel errechnet sich C und R wie folgt:

R=1:[2*π*f*C]
und
C=1:[2*π*f*R]

Problem dabei, in jeder Formel gibt es weiterhin eine Unbekannte.
Dazu müsste man jetzt umfangreichere Berechnungen anstellen.
Das spar ich mir an dieser Stelle jetzt mal, da ich nicht glaube das ich das jetzt noch zusammen bekomme
achja, Prost und ein gesundes und erfolgreiches Neues.......

grundlegend gilt aber, je größer R je kleiner Ia (also der Ausgangsstrom)
als Richtwert könntest du zB. für C 100n nehmen und für R 17k. Damit landest du bei etwa 90Hz.
Genauere Erklärungen und Formeln finden sich im Web genug, wenn ich mich recht erinnere gibts da auch einige Onlinerechner.

aber wie gesagt, ich würde es eher mit nem LC Filter probieren und bei der Berechnung die Chasisdaten mit einbeziehen....
HardstyleJoni
Stammgast
#3 erstellt: 01. Jan 2013, 15:14
Hey,

ja klar weiß ich das ein L-C-Filter besser ist aber es hat halt gründe das ich einen R-C machen will.

Ich will ja keine Lautsprecher dran anschließen und dadurch sind mir die verluste und die "ungenauigkeit" egal und wiederstände und kondensatoren habe ich hier rumfliegen, spulen leider nicht.. es soll ja lediglich ein Transistor angeschlossen werden der dann eine "blikende" LED steuert. Da diese nur bei Bass leuchten soll muss ich eben einen Tiefpass einbauen, da ich nicht bei meinem subwoofer abgreifen kann.

Die ableitung der Formel ist mir auch klar.

mir stellt sich allerdings nur die Frage wie du jetzt zum beispiel auf 17k und 100nF kommst. Sind das richtwerte oder hast du die einfach eingesetzt, weil laut rechnerrisch könnte ich ja auch 470µF und 3,76 Ohm nehmen. Sind zwar komische werte aber rein rechnerrisch ja auch möglich oder nicht?!

Das ist ja meine eigentliche Frage wie komme ich auf die Optimalen werte, ohne einen wert aus der Luft greifen zu müssen oder geht das nicht?

Wenn jemand eine komplizierte erklärung hat oder einen Link, dann immer her damit. Ich will es ja auch vernüftig lernen und dadurch kann man in der Schule gut darstehen wenn man es schon kann ;-)

Danke schonmal für deine Antwort ich hoffe ihr könnt mir weiterhin helfen.

Und danke euch allen auch ein erfolgreiches Neues Jahr

Lg Jonas
jehe
Inventar
#4 erstellt: 01. Jan 2013, 16:41
naja, wie ich schon angedeudet habe, kommt es auf die Umgebungsvariablen an wie die Bauteile letztendlich zu dimensionieren sind.
Das gibt es kei Pauschalformel.
In deinem Fall spielt es eine Rolle wie groß das Verhältnis UE zu UA ist, also bei welcher Lautstärke du was am Ausgang erwartest.
Einfach ne LED an nen Tiefpass klemmen und zu erwaten das die egal bei welcher Lautstärke munter vor sich hin blinkt, kannst du auf die Weise eh vergessen.
ehemals_Mwf
Inventar
#5 erstellt: 01. Jan 2013, 16:59
Hi,
HardstyleJoni schrieb:
...Das ist ja meine eigentliche Frage wie komme ich auf die Optimalen werte, ohne einen wert aus der Luft greifen zu müssen oder geht das nicht?...

Das geht nur, wenn du genau sagst, was dahinter und davor passiert.

Speziell in jede passive Schaltung geht ein

a) der Ausgangswiderstand Ra der vorangehenden Schaltung,

b) der Eingangswiderstand Re der nachfolgenden

Mit Blick auf Pegelbereich etc. lässt sich dann für R eine Größe festlegen und C ergibt sich nach Formel.
Wegen der Reihen- und Parallelschaltung ergibt sich der extern notwendige Widerstand Rx aus:

R = (Rx + Ra) x Re geteilt durch (Rx + Ra + Re)

Gruss,
Michael


[Beitrag von ehemals_Mwf am 01. Jan 2013, 17:04 bearbeitet]
HardstyleJoni
Stammgast
#6 erstellt: 01. Jan 2013, 18:59
Hey,

Vielen dank für die Antworten.

Okay dann erläutere ich mein Projekt mal näher.
Also wie schon gesagt will ich eine Sound to Light Anlage bauen, sprich eine LED leiste soll immer wenn der Bass kommt aufleuchten. Dazu habe ich mir mal folgenden Schaltplan aufgemalt:
BassLicht Schaltung

Dieser ist mit einem kleinen Transistor und einer LED an alten auseinander gebastelten PC-Lautsprechern wo ich am Subwoofer abgeriffen habe schon getestet worden und funktioniert.

Da mein Mischpult nur einen Master 2 Ausgang hat brauche ich eine Frequenzweiche, die nur die Bässe durchlässt. Und am Master 2 Ausgang kann ich die höhen und mitten nicht rausdrehen, dass kann man nur in den Eingangskanälen und dann klingt die Musik ja scheiße ;-)

Bei 60Hz hat der Vorverstärker aus dem Mischpult eine Ausgangsspannung von Ueff=1V~ .

Die ausgnagsleistung muss nun hochgenug sein um den Trnasistor zu schalten, das kann man ja allerdings noch an der Lautstärker regelung regeln, oder ich baue da noch irgendwie einen Poti ein, das muss ich aber nacher gucken. Wenn die 1V nicht ausreichen muss ich das halt noch verstärken aber darüber habe ich mir bis jetzt noch keine gedanken gemacht.

Über die Leistung der LED bzw. Re habe ich auch noch keine angaben. Es ist ein LED stripe mit 12V einspeisung.

So wird nun noch etwas benötig oder kommt man mit diesen Angaben schon weiter?
HardstyleJoni
Stammgast
#7 erstellt: 02. Jan 2013, 17:01
HEy,

so ich habe nun mein Antwort über meine Frage.

Man kann einen der beiden variablen frei auswählen, man sollte nur drauf achten das R nicht zu groß ist, da der Strom dadruch immer kleiner wird. Also so zwischen 1k-10k Ohm. und damit dann C ausrechnen.

Ich habe die Antwort von einem Techniker bzw einem Arbeitskollege, da sie mir hier keiner beantworten konnte.

Das worauf die anderen hinaus wollten war eine Leistungsanpassung die zur Optimierung von einem Tiefpass führt allerdings ist das für meine Zwecke relativ unwichtig.

Wenn interesse besteht kann ich mein Projekt mit der Sound to Light bzw BassLeuchte gerne Posten oder einfach eine PM-senden.

Danke für alle Antworten!
jehe
Inventar
#8 erstellt: 02. Jan 2013, 18:21
na dann solltest du vieleicht nochmal genauer nachlesen....

@Mwf hat es geschrieben und ich hab auch schon erwähnt.
Ist halt auch immer eine Frage des Verstehens.

na dann poste es mal, bin mal gespannt wie du auf die Weise den gesamten Pegelbereich abdecken willst.
ehemals_Mwf
Inventar
#9 erstellt: 03. Jan 2013, 02:25

HardstyleJoni schrieb:
...Dieser ist mit einem kleinen Transistor und einer LED an alten auseinander gebastelten PC-Lautsprechern wo ich am Subwoofer abgeriffen habe schon getestet worden und funktioniert....

Der PC-Sub ist aktiv, dort hast du etliche Volts und einige Ampere (Ri <1 Ohm, Last 4 - 8 Ohm),
der Mischpult-Ausgang nur 1 - 2 Volt und wenige Milliampere (Ri typ. 100 Ohm, Last einige kOhm),.
Da wird ein zweiter Transistor fällig, evtl. noch eine Gleichrichtung des Basssignals.

Als "Lichtorgel" ist deine Anwendung im Prinzip seit Jahrzehnten auch beliebtes DIY-Thema.
Such mal ein bischen,
und v.a. überrede deinen Arbeitskollegen mal zu einen Grundlagen-Crashkurs "Transistorschaltungen" (für Dich!)

------------
Edit:
Deine jetzige Schaltung erscheint mir irgendwie Kamikaze ,
... funktioniert nur, weil zufällig Kennlinien zueinander passen.
Für kontrolliertes Funktionieren werden noch ein paar Widerstände, Dioden und Cs fällig,
unabhängig von deinem Filter...


[Beitrag von ehemals_Mwf am 04. Jan 2013, 01:53 bearbeitet]
HardstyleJoni
Stammgast
#10 erstellt: 03. Jan 2013, 08:21
Naja ich hatte bis jetzt weder im fachabi noch in der berufsschule (mache beides parallel) das tthema transistoren ich lerne es jetzt aber erstmal selber !
Danke für die ganzen antworten
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