Forum: HF, Funk und Felder DAC Signal erzeugen


von Dieter K. (kanista74)


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Hallo,
ich weiß nicht ob das hier das richtige "Unterforum" ist, wenn es das 
falsche für meine Frage ist, bitte ich dies zu entschuldigen :)

So nun zur Frage. Könnte man theoretisch mit einem Analog Digital 
Wandler welcher eine updaterate/samplerate von 1MSPS hat ein 
Rechtecksignal von 1mhz erzeugen? Und welche samplerate bräuchte ich 
mindestens für einen akzeptablen 20mhz Sinus?
DANKE

von Wolfgang M. (womai)


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Also erstmals glaube ich Du meinst einen Digital-Analog-Wandler (DAC), 
oder? :-)

Herr Nyquist gilt auch hier: Um eine Sinuswelle mit der Frequenz f zu 
erzeugen, muss Deine Samplerate mindestens 2*f sein. Das erfordert aber 
einen Ausgangfilter mit unendlich steilem Abfall, und Du musst unendlich 
lange warten, bis der eingeschwungen ist. In der Praxis ist daher das 
Beste, das Du erreichen kannst, ca. 2.5*f bis 3*f. Fuer 20 MHz Sinus 
also 50-60 MSamples/sec Minimum. Lies' Dich mal in DDS (direct digital 
synthesis) ein - z.B. suche nach "DDS" auf www.analog.com. Im 
wesentlichen DAC --> Tiefpass oder Bandpass. Wenn Du nur Sinus erzeugen 
willst, ist ein Chehbycheff-Filter oder eine elliptisches Filter eine 
gute Wahl, weil da der Abfall sehr steil ist. Fuer andere Wellenformen 
aber nicht so gut, denn diese Filter zeigen starkes Ueberschwingen - man 
nimmt dann lieber Bessel-Filter. Die schneiden aber nicht so sauber ab 
im Frequenzbereich, man muss also viel mehr Oversampling vorsehen.

Nun zum Recheckssignal - das kann man sich immer aus Sinuswellen 
zusammengesetzt denken (Fourier!). Um etwas zumindest 
rechtecks-aehnliches zu erhalten braucht man zumindest die 5. Oberwelle 
(7. oder 9. ist besser). Fuer ein 1-MHz-Rechteckssignal also mindestens 
ca. 5 MHz Bandbreite - und das ist noch kein sehr "schoenes" 
Rechteckssignal. Mit derselben Ueberlegung wie oben heisst das also ca. 
12.5 - 15 MSa/sec Samplerate. Und wie gesagt ein Bessel-Filter am 
Ausgang.

Ein andere Zugang ist ueber die gewuenschte Anstiegs- und Abfallzeit des 
Rechteckssignals; wenn das sehr schnell sein soll,  hat man effektive 
sehr hohe Frequenzanteile zu uebertragen. Der Zusammenhang zwischen 
Anstiegszeit T10/90 (also von 10% auf 90%) und -3d B-Bandbreite ist 
ungefaehr (haengt etwas von der exakten Flankenform ab):

BW(-3dB) = 0.33 / T_10_90

Die Grundfrequenz (1 MHz bei Dir) ist da also unerheblich. Wenn Du z.B. 
50ns Anstiegszeit willst (also 1/10 Deiner Pulsbreite), dann ergibt dass

BW = 0.33 / 1E-7 = 6.6 MHz

und folglich ca. 17 - 20 MSamples/sec.

Wolofgang

von Michel (Gast)


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Dieter Kutruff schrieb:

Sortier erstmal deine Groß-/Kleinschreibung und deine Datenrichtung. So 
ist dein Anliegen etwas unklar. Theoretisch kann man vieles.

Guck mal unter Stichwort DDS und schreib an "akzeptabel" mal Zahlen ran.

von Wolfgang M. (womai)


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> Theoretisch kann man vieles.

Aber mit 1 MSa/sec Samplerate kann man nicht mal theoretisch 1 MHz 
Rechteck erzeugen :-)

von Dieter K. (kanista74)


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@Wolfgang
Danke für deine gute Erklärung.

Soweit ich das verstanden habe kann man allerdings mit DDS nur reine 
periodische Signale erzeugen? Also nix mit direkter Frequenzmodulation? 
Deswegen dachte ich nehme ich einen normalen DAC (Digital Analog Wandler 
meine natürlich) um eine Sinusschwingung als Träger und diese dann mit 
einem Controller berechnen und an den DAC senden. Könnte das 
funktionieren?

Danke

von Wolfgang M. (womai)


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Hallo Dieter,

Irrtum, Frequenzmodulation mit DDS ist sogar SEHR simpel: Einfach das 
Phaseninkrement periodisch (mit dem Modulationssignal) veraendern. Wenn 
Du einen DDS-Chip von z.B Analog Devices verwendest, nimmt der Dir die 
ganze Arbeit mit der Frequenzerzeugung ab und Du musst Dich nur noch um 
das Modulationssignal kuemmern. DDS ist genau deshalb heutzutage sehr 
populaer - einerseits, weil man aus einer fixen Grundfrequenz sehr(!) 
fein abgestufte Frequenzschritte erzeugen kann, zweitens, weil man eben 
so einfach unterschiedlichste Modulationsarten erzeugen kann. Viel 
einfacher als z.B. ein PLL-basiertes System (zumindest bis zu einigen 
100 MHz).

Wolfgang

von Michel (Gast)


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Wolfgang M. schrieb:
> Aber mit 1 MSa/sec Samplerate kann man nicht mal theoretisch 1 MHz
>
> Rechteck erzeugen :-)

Aber 1 mHz schon, darum die Frage nach Groß/Kleinschreibung

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