Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Überlagerung Wechselspannung


von Florian S. (sirius7)


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Hallo, eine Spannung Uges besteht aus U1 mit freq=1500 Hz und U2 mit 
freq=70 kHz

jetzt wird die Spannung Ug mit einer Spannung 1sin(2*pi*1kHz*t) 
multipliziert und eine neue Spannung Um entsteht.
die Frage ist bei welchen Frequenzen liegen die Teile der entstandenen 
Spannung Um?

wie kann man das berechnen?
Gruß

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

ich bin mir nicht ganz sicher, was genau du berechnen willst. Wenn ich 
dich aber richtig verstanden habe ist deine Eingangsspannung

U_ges(t) = U1(t) + U2(t) = sin(2*pi*1500Hz*t) + sin(2*pi*70000Hz*t)

und du möchtest den Spannungsverlauf nach der Multiplikation mit

U_m(t) = sin(2*pi*1000Hz*t)

wissen. Dazu musst du einfach

U_A(t) = U_ges(t)*U_m

berechnen.

Da es unterschiedliche Frequenzen sind, wird irgendwas zeitabhängiges 
rauskommen.

Gruß Kai

von Florian S. (sirius7)


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Hallo Kai, genau das möchte ich machen, doch kann nirgendwo finden wie 
das rein technisch geht, wie kamm man Spannungen in so einer Form 
addieren und multiplizieren?
Gruß

von Helmut L. (helmi1)


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Alex S. schrieb:
> das rein technisch geht, wie kamm man Spannungen in so einer Form
> addieren und multiplizieren?

Addieren = mit einem als Addierer geschalteten OP oder über Widerstände

Multiplizieren = an jeder nichtlinearen Kennlinie. Also 
Diode,Transistor, Analogmultiplizierer

von Florian S. (sirius7)


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Hallo Helmut, kann man die Multiplikation irgendwie mit Zahlen 
darstellen, ich muss dann neues Frequenzspektrum einzeichnen für die 
neue Spannung..

Gruß

von Helmut S. (helmuts)


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Wegen

sin(a)*sin(b) = 1/2*(cos(a-b)-cos(a+b))

gibt es Signalanteile mit

0,5kHz, 2,5kHz, 69kHz und 71kHz

von Florian S. (sirius7)


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aha, ok, jetzt ist alles klar))  vielen dank für die Hilfe! ))

von uwegw (Gast)


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Also was willst du nun? Die mathematische Herleitung oder die nötige 
Schaltung?

Berechnung: einfach stur alles einsetzen
U_A(t) = U_ges(t)*U_m
U_A(t) = ( sin(2*pi*1500Hz*t) + sin(2*pi*70000Hz*t) ) * 
sin(2*pi*1000Hz*t)

und in der Formelsammlung die Formeln für Multiplikation von Sinus 
nachschlagen.

Da die Amplituden nicht gefragt sind, kann man auch einfach damit 
argumentieren, dass ein Multiplikator auch als ein Mischer anzusehen 
ist. Man mischt also 1kHz mit 1,5kHz sowie 1kHz mit 70kHz, und bekommt 
jeweils Summen- und Differenzfrequenz. Also sieht dein Spektrum so aus:
0,5kHz
2,5kHz
69kHz
71kHz

von Florian S. (sirius7)


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uwegw schrieb:
> Also sieht dein Spektrum so aus:
> 0,5kHz
> 2,5kHz
> 69kHz
> 71kHz

Perfekt! stimmt auch noch mit Antwort von Helmut überein! Danke, ihr 
habt mein leben gerettet))) (wahrscheinlich)

von Helmut L. (helmi1)


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Alex S. schrieb:
> Danke, ihr
> habt mein leben gerettet))) (wahrscheinlich)

Sitzt du auf einer einsamen Insel und must ein Funkgerät basteln :=)

von Florian S. (sirius7)


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Haha)) ungefähr so ist das, sitze so gut wie auf einer einsamen Insel, 
muss mich aber für die klausuren vorbereiten und für einige Fragen 
findet man irgendwie keine Antworten ((

von Sascha M. (stmech)


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uwegw schrieb:
> Berechnung: einfach stur alles einsetzen
> U_A(t) = U_ges(t)*U_m
> U_A(t) = ( sin(2*pi*1500Hz*t) + sin(2*pi*70000Hz*t) ) *
> sin(2*pi*1000Hz*t)

wie geht das eigentlich, wenn ich das Produkt in Taschenrechner eingebe, 
komme ich immer nur auf einen Wert und zwar 0,89.. wie kommt ihr 
eignetlich auf 4 werte?

Helmut S. schrieb:
> 0,5kHz, 2,5kHz, 69kHz und 71kHz

von amateur (Gast)


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Wir leben schon in einer interessanten Zeit.

Wissen braucht man heutzutage Garnichts, man muss nur wissen wo's steht.

Der heutige GAU ist: Nicht das passende Such-/Schlüsselwort für Google 
oder Bing zu kennen. Ist ja auch klar. Letztere wissen ja auch nichts 
und liefern dazu aber jede Menge Treffer dazu.

Eine Anfrage bei Goolge zu "Nix" ergab sage-und-schreibe 145.000.000 
Treffer. Bing hängt sozusagen etwas hinterher und liefert "nur" 
112.000.000 Treffer. Der Sinn des Ganzen und die Ergebnisse sind wohl 
Selbsterklärend.

In diesem Sinne kann ich nur hoffen, das Dich dein Lehrer, Tutor oder 
Professor nicht fragt: "Wie kommst Du auf 0,5kHz, 2,5kHz, 69kHz und 
71kHz
:-)

von Helmut S. (helmuts)


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Wenn du es mit dem Rechner machst, dann musst du die Zeit t für n*2ms in 
kleinen Zeitschritten laufen lassen (0.1us). Dann nimmst du alle Zahlen 
und machst eine FFT.

Viel schlauer ist es die sin(a)*sin(b) Formel zu nehmen.

von Sascha M. (stmech)


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Helmut S. schrieb:
> sin(a)*sin(b) Formel
die Formel habe ich auch gefunden, aber da fällt mir auch nichts als 
einsetzen ein und da kommt ja sowieso nur ein wert raus.

von Helmut S. (helmuts)


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sin(a)*sin(b) = 1/2*(cos(a-b)-cos(a+b))

Us(t) = sin(2*pi*f3*t)*(sin(2*pi*f1*t)+sin(2*pi*f2*t))

Us(t) = sin(2*pi*f3*t)*sin(2*pi*f1*t) + sin(2*pi*f3*t)*sin(2*pi*f2*t)

Us(t) = 0,5*cos(2*pi*(f1-f3)*t)-0,5*cos(2*pi*(f1+f3)*t) + 
0,5*cos(2*pi*(f2-f3)*t)-0,5*cos(2*pi*(f2+f3)*t)

Wir haben 4 Terme mit Amplitude 0,5 und den Frequenzen (f1-f3), (f1+f3), 
(f2-f3), (f2+f3)

von Sascha M. (stmech)


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aah, so ist das, vielen Dank und sorry für dumme Frage)

von Helmut L. (helmi1)


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Sascha M. schrieb:
> die Formel habe ich auch gefunden, aber da fällt mir auch nichts als
> einsetzen ein und da kommt ja sowieso nur ein wert raus.

Nix einsetzen, was ist den sin(a) x sin(b)?

1/2 (cos(a-b) - cos(a+b))

http://de.wikipedia.org/wiki/Formelsammlung_Trigonometrie

a-b  ist deine Differenzfrequenz
a+b  ist deine Summenfrequenz

von Sascha M. (stmech)


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achso, danke für die Erklärung. hab zwar die Formel gefunden wusste aber 
nicht was ich mit ihr anfangen soll.

von Helmut S. (helmuts)


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Die Frequenz f steckt in dem Ausdruck drin, aber a ist nicht die 
Frequenz sondern a=2*pi*f*t ist ein proportional schnell zu f drehender 
Winkel im Bogenmaß.

von Ein Gast (Gast)


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Sascha M. schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> sin(a)*sin(b) Formel
> die Formel habe ich auch gefunden, aber da fällt mir auch nichts als
> einsetzen ein und da kommt ja sowieso nur ein wert raus.

Dann setze mal für a und b die aktuellen Phasen deiner Schwingungen ein. 
Schon kommt automatisch die Zeit ins Spiel und du hast jedesmal einen 
anderen Wert. Und da das zu unübersichtlich wird, ist es vielleicht ganz 
gut, als nächstes das Additionstheorem für sin(a+b) und die Beziehung zu 
sin(a) und sin(b) näher zu betrachten.
Und schon ist man bei der komplexen e-Funktion.

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