17.06.2011, 02:43 PM
Ob ein Filter 2ter Ordnung ausreicht hängt stark von den Randbedingungen ab.
Es gibt z.B. auch integrierte D-Amp-ICs wo im Datenblatt komplett auf einen Tiefpass verzichtet wird. Natürlich mit dem Vermerk, dass sich der Lautsprecher möglichst dicht an der Schaltung zu befinden hat um EMV zu vermeiden.
Bei den hohen Schaltfrequenzen kommt auch schnell das Problem mit eventuellen Reflektionen. Bei einer Taktfrequenz von 500kHz hat Lambda/4 eine Wellenlänge von 150m. Die Oberwellen der "Rechteckspannung" werden eine wesentlich kleinere Wellenlänge aufweisen. Also sobald man einen externen Lautsprecher anschließen will kann man auf einen Tiefpass nicht mehr verzichten.
Wie stark wirkt ein Tiefpass 2ter Ordnung?
2ter Ordnung heißt 40dB/Dekade. Das ist linear eine Abschwächung um den Faktor 100 bei einer Verzehnfachung der Frequenz.
Klingt gut aber wie sieht das denn in Wirklichkeit aus?
Als Daumenregel kann man sagen, dass die Taktfrequenz mindestens 10mal so groß sein sollte wie die maximale Signalfrequenz. Wenn man dann die 40dB ganz ausnutzen möchte muss man einen Tiefpass mit der Grenzfrequenz 20kHz nutzen.
Dann wird jedoch die maximale Signalfrequenz schon um 3dB gedämpft.
Deswegen würde ich lieber eine Greqnzfrequenz von 50kHz oder höher nehmen.
Dies bedeutet jedoch, dass von den 40dB/Dekade nur noch ca. 20dB Dämpfung für die Grundwelle des Taktsignals übrig bleiben.
Somit wird ein Rechteckimpuls von +/- 200V bei 200kHz auf den Faktor +/-20V gedämpft. Für Musik in Zimmerlautstärke reichen oft schon wenige Volt. Also mir wäre ein Signalpegel von 1V bei einem "Störungsrauschen" von 20V etwas unangenehm.
Darüber ob das technisch notwendig ist kann man natürlich Diskutieren, da Frequenzen im MHz-Bereich mit kleinen Wellenlänge schon um Faktor 40dB bis 60dB gedämpft werden. Wie das EMV-technisch aussieht kann ich nicht einschätzen.
Nichtsdestotrotz wäre mir eine höhere Ordnung immer lieber.
Es gibt z.B. auch integrierte D-Amp-ICs wo im Datenblatt komplett auf einen Tiefpass verzichtet wird. Natürlich mit dem Vermerk, dass sich der Lautsprecher möglichst dicht an der Schaltung zu befinden hat um EMV zu vermeiden.
Bei den hohen Schaltfrequenzen kommt auch schnell das Problem mit eventuellen Reflektionen. Bei einer Taktfrequenz von 500kHz hat Lambda/4 eine Wellenlänge von 150m. Die Oberwellen der "Rechteckspannung" werden eine wesentlich kleinere Wellenlänge aufweisen. Also sobald man einen externen Lautsprecher anschließen will kann man auf einen Tiefpass nicht mehr verzichten.
Wie stark wirkt ein Tiefpass 2ter Ordnung?
2ter Ordnung heißt 40dB/Dekade. Das ist linear eine Abschwächung um den Faktor 100 bei einer Verzehnfachung der Frequenz.
Klingt gut aber wie sieht das denn in Wirklichkeit aus?
Als Daumenregel kann man sagen, dass die Taktfrequenz mindestens 10mal so groß sein sollte wie die maximale Signalfrequenz. Wenn man dann die 40dB ganz ausnutzen möchte muss man einen Tiefpass mit der Grenzfrequenz 20kHz nutzen.
Dann wird jedoch die maximale Signalfrequenz schon um 3dB gedämpft.
Deswegen würde ich lieber eine Greqnzfrequenz von 50kHz oder höher nehmen.
Dies bedeutet jedoch, dass von den 40dB/Dekade nur noch ca. 20dB Dämpfung für die Grundwelle des Taktsignals übrig bleiben.
Somit wird ein Rechteckimpuls von +/- 200V bei 200kHz auf den Faktor +/-20V gedämpft. Für Musik in Zimmerlautstärke reichen oft schon wenige Volt. Also mir wäre ein Signalpegel von 1V bei einem "Störungsrauschen" von 20V etwas unangenehm.
Darüber ob das technisch notwendig ist kann man natürlich Diskutieren, da Frequenzen im MHz-Bereich mit kleinen Wellenlänge schon um Faktor 40dB bis 60dB gedämpft werden. Wie das EMV-technisch aussieht kann ich nicht einschätzen.
Nichtsdestotrotz wäre mir eine höhere Ordnung immer lieber.