Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik frequenzunabhängiger analoger Phasenschieber


von Tom (Gast)


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Hallo,

leider habe ich bisher nichts passendes in Büchern bzw. in den Foren auf 
mein Problem gefunden, und weil die Zeit mehr und mehr drängt wegen 
einem Projekttermin versuche ich es einfach mal hier und hoffe Ihr könnt 
mir helfen.

Ich habe ein Sinus-Signal (abgegriffen für eine Ständerwicklung eines 
DASM) welches ich für die Park-Transformation benötige. Nun sollte ich 
diesen Sinus in ein Cosinus-Signal mit gleicher Frequenz verschieben so 
dass ich zwei Signale um 90°verschoben erhalte.

Ansätze waren:
1.über Integration bzw. Ableitung - jedoch kamen bedenken auf wegen der 
praktischen Realisierung
2. Analoger frequenzunabhängiger Phasenschieberbaustein - bisher hatte 
ich noch keinen finden können
3. Sin(Q)^2 +cos(Q)^2 = 1
Hier muss allerdings dann der cosinus wieder mit einem Rechtecksignal 
multipliziert werden(phasengleich) um eine der Halbwellen nach unten zu 
klappen.

Da der Motor geregelt werden kann, sprich die Frequenz ändert sich, muss 
auch die Schaltung frequenzunabhängig sein.

Ich kann mir kaum vorstellen, dass ich der einzige bin der jemals an so 
ein Problem gestoßen ist, daher würde ich mich sehr freuen wenn Ihr mir 
weiterhelfen könntet.

Vielen Dank und viele Grüße

von Tom (Gast)


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Noch ein Nachtrag:

Der Frequenzbereich für die DASM bewegt sich lediglich von 0 bis 50Hz.

von Silvio K. (exh)


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Ich musste erst mal gucken wofür DASM steht...
Tom schrieb:
> Analoger frequenzunabhängiger Phasenschieberbaustein - bisher hatte
> ich noch keinen finden können

Glaube so etwas gibt es als reelle analoge Schaltung nicht, denn wie 
sollte man sich das die die Frequenz=Null also DC vorstellen?

Tom schrieb:
> 1.über Integration bzw. Ableitung - jedoch kamen bedenken auf wegen der
> praktischen Realisierung

Ist doch gut. I=C*dU/dt. Allerdings ist die Stromamplitude proportional 
zur Frequenz. Und bei DC hat man das oben beschriebene Problem.

von Helmut S. (helmuts)


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Hallo, schau mal nach "Hilbert Transformer" mit Google oder hier.

http://www.mikrocontroller.net/articles/Hilbert-Transformator_%28Phasenschieber%29_mit_ATmega

von Harald W. (wilhelms)


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Tom schrieb:

> Nun sollte ich
> diesen Sinus in ein Cosinus-Signal mit gleicher Frequenz verschieben so
> dass ich zwei Signale um 90°verschoben erhalte.

Wenn Du ein Drehstromsignal hast, kannst Du jede beliebige Phasen-
verschiebung allein durch Spannungsteiler bekommen. Bei einer
Stern- und Dreieckschaltung hast Du jeweils gegenüberliegend zwei
Signale, die genau um 90° verschoben sind.
Gruss
Harald

von Ulrich (Gast)


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Exakt geht eine frequenzunabhängige Phasenverschiebung nicht so ohne 
weiteres mit einer einfachen linearen Schaltung. Das kann man nur 
näherungsweise erzeugen, und ist dann auch schon relativ aufwendig.

Das Differenzieren oder integrieren ist schon keine so schlechte Idee - 
nur es ändert sich dabei die Amplitude. Die Amplitude kann man aber per 
Verstärkungsregelung wieder in Ordnung bringen.

von W.S. (Gast)


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Guck mal bei den Funkamateuren: "Experimental methods in RF design" so 
ähnlich lautet der Buchtitel.

Stichwort: SSB-Erzeugung mittels Phasenmethode.

W.S.

von Jochen F. (jamesy)


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Daran hatte ich auch gedacht. Ist ein recht großes Netzwerk mit sehr 
genau definierten C und R, das gibt ziemlich exakt 90 Grad Verschiebung 
am Ausgang. Ist eigentlich für 300 bis 3000 Hz gedacht, und benötigt 36 
C und 36R, hatte das vor Jahren mal in Pspice simuliert. Die Schaltung 
müßte ich noch irgendwo haben, zumindest als Orcad SDT III File und als 
Netzliste.

von mischa (Gast)


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Ich habe Dein Ziel noch nicht begriffen.
Machst Du die Park-Transformation auch analog??
Wenn nein, kann dass dein Controller bequem rechnen.

Mit einem dreiphasigen Trafo (Kleinleistung) könntest Du Dir durch 
passende Verschaltung mit den Sekundärqicklungen ein 90° Signal bauen.

von Achim M. (minifloat)


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Tom schrieb:
> Analoger frequenzunabhängiger Phasenschieberbaustein

Ein Allpass?
mfg mf

von Silvio K. (exh)


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> benötigt 36
> C und 36R

>Phasenmethode


Ist das das Gleiche wie ein Polyphasenfilter? Dieser Begriff fällt des 
öfteren in Zusammenhang mit breitbandigen IQ-Modulatoren und Mischern, 
wenn der Quadraturanteil des LOs beispielsweise intern gebildet wird.

Mini Float schrieb:
> Ein Allpass?

theoretisch ja.

Harald Wilhelms schrieb:
> Wenn Du ein Drehstromsignal hast, kannst Du jede beliebige Phasen-
> verschiebung allein durch Spannungsteiler bekommen.

Sehr richtig!

Hast du ein einziges Signal oder alle 3 Signale?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Jeder 90 Grad Phasenschieber muss eine untere Grenzfrequenz haben, da er 
bei gegebener Eingangsspannung nicht "wissen" kann, wie die Phasenlage 
ist, erst nach mindestens einer Schwingung kann man dazu eine 
phasenverschobene finden.

Null Hertz geht also nicht. Die Einschwingzeit liegt irgendwo im 
Sekundenbereich, egal ob analog oder berechnet.

Das Polyphasen-RC-Netzwerk wurde schon genannt, das liest man im 
Zusammenhang mit "SSB (Einseitenbandmodulation) nach der Phasenmethode".

von Ralph B. (rberres)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Das Polyphasen-RC-Netzwerk wurde schon genannt, das liest man im
>
> Zusammenhang mit "SSB (Einseitenbandmodulation) nach der Phasenmethode".

Nennt sich auch Hilberttransformator. Übrigens ein einfacher Allpass 
geht nicht. Der verschiebt die Phase nicht Frequenzunabhängig.

Ralph Berres

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Wie wäre es mit einer digitalen Synthese?
Die Daten für eine Sinus- und Cosinuswelle in je einen ROM (oder in den 
Speicher eines DSP laden) und dann einen gemeinsamen Adresszähler 
rotieren lassen. Einfacher und vor Allem stabiler gehts wohl kaum ... 
vorwärts, rückwärts und bis zu Null Hertz herunter.

von Harald W. (wilhelms)


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Tom schrieb:

> Ich habe ein Sinus-Signal. Nun sollte ich
> diesen Sinus in ein Cosinus-Signal mit gleicher Frequenz umwandeln.

Bevor hier immer kompliziertere Lösungsvorschläge kommen, solltest
Du uns erst einmal darüber aufklären, ob Du ein Wechselstromsignal
oder ein Drehstromsignal hast. Bei Drehstrom ist die Lösung
schliesslich so trivial, das es kein Wunder ist, das Du darüber noch
keine Literatur gefunden hast.
Gruss
Harald

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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DASM = Drehstrom Asynchron-Maschine 
http://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom-Asynchronmaschine

Wieso ist das trivial, die drei Phasen beim Drehstrom sind doch um 120 
Grad gegeneinander verschoben, wie gewinnt man daraus 90 Grad?

Ralph: der oben zitierte Artikel zum Hilbert-Transformer stammt von mir.

von Harald W. (wilhelms)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> DASM = Drehstrom Asynchron-Maschine
> http://de.wikipedia.org/wiki/Drehstrom-Asynchronmaschine
>
> Wieso ist das trivial, die drei Phasen beim Drehstrom sind doch um 120
> Grad gegeneinander verschoben, wie gewinnt man daraus 90 Grad?

Schau Dir Doch mal das typische Drehstrombild mit einem in ein
Dreieck eingezeichneten Stern an. Da siehst Du schon drei rechte
Winkel. :-) Mit anderen Windungs-/ Widerstandsverhältnissen ist
auch jeder andere Winkel machbar.
Gruss
Harald

von Gaser (Gast)


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Mit 100 oder 200 Hz und zwei Flip-Flops.

von Michael (Gast)


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Hallo

Die Clarke-Transformation erfüllt all deine Wünsche. Ist leicht im uC 
realisierbar. Analog geht aber auch.

http://de.wikipedia.org/wiki/Clarke-Transformation

http://de.wikipedia.org/wiki/D/q-Transformation

Mfg

Michael

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Tom schrieb:
> Nun sollte ich diesen Sinus in ein Cosinus-Signal mit gleicher Frequenz
> verschieben so dass ich zwei Signale um 90°verschoben erhalte.
Tom schrieb:
> Der Frequenzbereich für die DASM bewegt sich lediglich von 0 bis 50Hz.
Wie stellst du dir das für die 0 Hz denn so in etwa vor?  :-o
Das kann nur gehen, wenn du die Eingangsspannungsamplitude auf einen 
Bereich zwischen -1 und +1 genormt hast. Denn dann kannst du z.B. für 
einen Sinuswert einfach in einer Tabelle nachsehen, was da für ein 
Cosinus herauskäme...

Silvio K. schrieb:
> Ich musste erst mal gucken wofür DASM steht...
Man lernt nie aus... ;-)

von Silvio K. (exh)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> wie gewinnt man daraus 90 Grad?

Stichwort Superpostion ist schon gefallen.
QUCS ist so schön einfach :-) Es macht gar keine Arbeit.
Amplitude und Phase stimmen nicht ganz, sonst hätte ich schlimme 
PI-Brüche nehmen müssen...oder eher Wurzeln.

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