Zitat :
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| Auf dem linken Bild ist meine nachgebaute Schaltung von einem Bandpaßfilter zu sehen |
Wo soll denn da ein Bandpassfilter sein ?
Zwar könnte man die Kombination von Tiefpass am Eingang und Hochpass am Ausgang notfalls so bezeichnen, aber für eine brauchbare Frequenztrennung ist deren Flankensteilheit viel zu schlecht.
Ausserdem hat die Schaltung Fehler:
Viele Opamps vertragen es nicht, wenn ihr Ausgang, direkt eine Kapazität, wie hier C1, treiben soll. Sie schwingen dann.
Ein zusätzlicher Widerstand am Ausgang, von z.B. 50 Ohm, schafft meist Ruhe, aber: Was soll C1 denn überhaupt bewirken ?
Darüberhinaus kannst du nicht erwarten, dass der Verstärker negative Ausgangsspannungen liefert, wenn du keine negative Versorgung hast.
Also sorge entweder für eine negative Versorgungsspannung, oder verschiebe die Eingangsspannung soweit ins positive, dass U1 und U2 arbeiten können. U3 funktioniert dann aber immer noch nicht ordentlich, weil diese Gleichspannung durch C3 abgetrennt wird.
Die Dimensionierung R2 C2 ist auch unzweckmäßig niederohmig. Besser du gehst da zwei bis drei Zehnerpotenzen höher.
Was die schon erwähnte Dopplerverschiebung angeht:
Über den Daumen beträgt die Schallgeschwindigkeit 1200 km/h.
Das Signal eines mit 120km/h auf dich zu fahrendes Fahrzeuges ist also etwa um 10% nach höheren Frequenzen verschoben. Die negative Dopplerverschiebung eines sich entfernenden Fahrzeuges kannst du wohl ignorieren, da du ja ein Warngerät bauen willst.
Deshalb dürfte es zweckmäßig sein, die Mittelfrequenzen der Filter um 5% höher zu wählen als die der Schallerzeuger.
Da die beide Frequenzen relativ nah aneinanderliegen, reichen, wie ich schon erwähnte, deine Hochpass und Tiefpassfilter 1.Grades nicht aus. Resonanzkreise bei 440Hz+5% und 585%Hz+5% mit einer Güte von etwa 20 sind erfolgversprechender.
Dafür verwendet man gerne "State Variable Filter". Wenn du google danach fragst, findest du eine Menge zu deren Funktion und Berechnung.
Eine weitere Möglichkeit wäre es zur Unterdrückung von Störgeräuschen den in Frage kommenden Frequenzbereich von 440-614Hz mit einem steilflankigen Bandpass auszufiltern und das Signal einem auf die Bandmitte abgestimmten Schwingkreis zuzuführen.
Mit einem simplen Analogmultiplizierer lässt sich dann ein Phasenvergleich durchführen und so eindeutig feststellen, ob die Signalfrequenz oberhalb oder unterhalb der Resonanzfrequenz ist.
P.S.:
Wenn ich soetwas mit minimalem Aufwand zu machen hätte, würde ich mich nicht lange mit der Berechnung von Filtern und Opamps beschäftigen, sondern versuchen ein DTMF-Empfänger-IC verwenden.
Da ist für wenig Geld eine hochwertige Filterung und Signalerkennung schon eingebaut.
Ausserdem funktionieren diese Chips mit Eingangswechselspannungen von weniger als 50mV bis über 1V.
Normalerweise reagieren diese Chips, z.B. in Anrufbeantwortern, auf die Wähltöne des Telefons.
Beim Drücken einer Taste werden gleichzeitig zwei Töne erzeugt.
Für die vier Zeilen der Telefontastatur sind das 697, 770, 852, 941 Hz und für die vier Spalten 1209, 1336, 1477, 1633 Hz.
Solch ein Empfängerchip erkennt diese Frequenzen recht genau, weil er sie mit einem Quarz vergleicht.
Die internen Filter des DTMF-Empfängers arbeiten nämlich, anders als in Bastlerkreisen üblich, nicht mit RC-Netzwerken, sondern mit sehr schnell umgeschalteten Kondensatoren.
Die Diskussion solcher SC-Filter würde hier zu weit führen, es mag genügen, dass dadurch alle Frequenzen auf die quarzgenaue Taktfrequenz des Chips bezogen sind.
Diese Taktfrequenz ist normalerweise 3,579545MHz und wird mit einem billigen Quarz hergestellt, wie er auch in amerikanischen NTSC-Farbfernsehern Verwendung findet.
Wenn man nun das Frequenzverhältnis 585/440 = 1,3295 mit dem Verhältnis der DTMF-Frequenzen 941/697=1,350 vergleicht so fällt auf, dass diese Verhältnisse nur um 1,5% voneinander abweichen.
Da wir, wie weiter oben beschrieben, eine um etwa 5% höhere Frequenz als 440Hz erwarten, muss man die Quarzfrequenz so ändern, dass aus den 697Hz nun etwa 462Hz werden.
Dazu müsste man den 3,5...MHz Quarz durch einen einer 462/692 fach geringeren Frequenz, also 2,3898 MHz, austauschen.
Leider ist das keine Standardfrequenz für die billige Quarze erhältlich sind, aber mit einem LC-Kreis lässt sich leicht ein abgleichbarer und ausreichend stabiler Oszillator aufbauen.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 24 Jan 2008 6:44 ]
. Dazu kommt noch erschwerend unser elektrotechnisches Defizit hinzu.
)
(die Smilies sind super)
