Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Phasenverschobene Frequenz generieren.


von GS (chromosoma)


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Nehmen wir an, ich  habe Sinussignal als Eingang mit variable Frequenz 
von 0 bis sagen wir mal 10 KHz

Ich will am Ausgang die gleiche Frequenz nur um 180° Phasenverschoben 
ausgeben.
Der Eingang kann seine Frequenz recht schnell ändern,so dass die 
Reaktionszeit unter 1 ms liegen soll.
Ich dachte an  einen PLL, bin mir aber nicht sicher ob er mit LockIn 
schnell genug wird.

Gibt es irgendwelche spezielle Phasenwandler-IC?
Oder wäre hier vll. eine analoge Lösung lieber?

von Christopher B. (chrimbo) Benutzerseite


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Steh ich gerade auf dem Schlauch? Reicht es nicht zu invertieren? (*-1)

von B. S. (bestucki)


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von Dumdi D. (dumdidum)


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Christopher B. schrieb:
> Steh ich gerade auf dem Schlauch? Reicht es nicht zu invertieren? (*-1)

Da gibt es vielleicht gerade einen Versorgungsengpass ....

von Nop (Gast)


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Phasenverschiebung != Invertierung

Normalerweise nimmt man dafür einen Allpass.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Böser Kommunist schrieb:

> Nehmen wir an, ich  habe Sinussignal als Eingang mit variable Frequenz
> von 0 bis sagen wir mal 10 KHz

Eine Frequenz von 0 Hz. faszinierend

> Ich will am Ausgang die gleiche Frequenz nur um 180° Phasenverschoben
> ausgeben.

Wirklich 180°? (= invertiert)
Nicht eher 90°?

> Ich dachte an  einen PLL, bin mir aber nicht sicher ob er mit LockIn
> schnell genug wird.

Falls du 90° meinst, dann bräuchtest du wohl eine PLL, die dir die 
doppelte Frequenz generiert. Aus der kannst du dann Rechtecksignale mit 
90°, 180°, 270° Phasenverschiebung erzeugen. Falls das Ausgangssignal 
ein Sinus sein muß, wird es eher auf ein DDS in einer (digitalen) PLL 
hinauslaufen.

> Der Eingang kann seine Frequenz recht schnell ändern,so dass die
> Reaktionszeit unter 1 ms liegen soll.

Die Reaktionszeit einer PLL wird durch das Schleifenfilter bestimmt. Die 
Zeitkonstante des Filters ist typisch etliche Perioden der 
Eingangsfrequenz. So lange du nicht eine sinnvolle(!) untere 
Eingangsfrequenz festlegst, wird das nix. Aber 1ms sind wohl gerade noch 
bei 10kHz einzuhalten.


XL

von spess53 (Gast)


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Hi

Phasenverschiebung 180°= Invertierung.

MfG Spess

von Karl H. (kbuchegg)


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Nop schrieb:
> Phasenverschiebung != Invertierung

Bei einem Sinus und 180° aber schon.

von Nop (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Nop schrieb:
>> Phasenverschiebung != Invertierung
>
> Bei einem Sinus und 180° aber schon.

Sobald ihr nur einen kleinen Peak oder eine Störung habt nicht!
Stell Dir mal einen Phasenverschobenen Sägezahn vor.
Und jetzt stell ihn Dir invertiert vor.
Sind das die gleichen Signale?
Nein!

von Nop (Gast)


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Hier mal ein Bild.

von Karl H. (kbuchegg)


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Nop schrieb:
> Hier mal ein Bild.

Gefragt war aber ausdrücklich nach einem Sinus.

Das das für Sägezahn nicht geht, ist schon klar. Aber das war auch nicht 
gefragt.

von Hmm (Gast)


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Nop? Wir reden hier von Sinus.

von GS (chromosoma)


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Hallo. Ja, es geht tatsächlich um 180°. Die Idee liegt daran, das ich 
eine sehr feine mechanische (höchstwahrscheinlich sinusförmige) 
Vibration  (Amplitude einige nm) durch eine  um Pi verschobene 
Gegenvibration eliminieren will.
Interessanter wird es, wenn die Funktion nicht Sinusförmig wird, bzw. 
als Überlagerung von einigen Sinussignalen entsteht...
Dann sehe ich nur einen Ausweg: ADC mit Piezoelement (Piezo-Spannung 
messen), Funktion aufnehmen, invertieren und ein anderes Piezo mit DAC 
steuern.....

Ich denke die einfachste Methode  mit Sinus wäre wirklich ein inv. 
OpAmp.

von Markus (Gast)


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Böser Kommunist schrieb:

> Ich denke die einfachste Methode  mit Sinus wäre wirklich ein inv.
> OpAmp.

Transistor reicht.

von Nop (Gast)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Nop schrieb:
>> Hier mal ein Bild.
>
> Gefragt war aber ausdrücklich nach einem Sinus.
>
> Das das für Sägezahn nicht geht, ist schon klar. Aber das war auch nicht
> gefragt.

Hmm schrieb:
> Nop? Wir reden hier von Sinus.


Wo ist da der Unterschied?
Was ist ein Sägezahn wenn man es in seine spektralen Anteile zerlegt?
Und ich schrieb oben schon:


Nop schrieb:
> Sobald ihr nur einen kleinen Peak oder eine Störung habt nicht!


Wenn er zeitliche Zusammenhänge braucht, dann ist eine Phase eben was 
anderes als ein invertiertes Signal.
Schau Dir mal den Sinus an wenn ein kleiner Peak drauf ist.

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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Böser Kommunist schrieb:
> Hallo. Ja, es geht tatsächlich um 180°. Die Idee liegt daran, das ich
> eine sehr feine mechanische (höchstwahrscheinlich sinusförmige)
> Vibration  (Amplitude einige nm) durch eine  um Pi verschobene
> Gegenvibration eliminieren will.

Also willst du das Signal tatsächlich invertieren.

> Interessanter wird es, wenn die Funktion nicht Sinusförmig wird, bzw.
> als Überlagerung von einigen Sinussignalen entsteht...

Da willst du das Gesamtsignal wahrscheinlich ebenfalls invertieren.

Das einzige mögliche Problem bei der Sache: Wenn du die 
Originalschwingungen auf diese Weise tatsächlich eliminierst, ist seine 
Amplitude 0, was aber auch das Gegensignal zu 0 werden lässt. Damit wird 
das Originalsignal aber nicht mehr eliminiert. Ganz so einfach, wie du 
dir das vorstellst, geht das also nicht.

von Uwe (Gast)


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Wir bauen also einen Oszillator ... Grins.

von Uwe (Gast)


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Wollte damit nur sagen, daß da noch ne ganze menge Signalverarbeitung 
(Filter) nötig ist damit das nich anfängt zu schwingen.

von Hmm (Gast)


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>Karl Heinz Buchegger schrieb:
>> Nop schrieb:
>>> Hier mal ein Bild.
>>
>> Gefragt war aber ausdrücklich nach einem Sinus.
>>
>> Das das für Sägezahn nicht geht, ist schon klar. Aber das war auch nicht
>> gefragt.

>Hmm schrieb:
>> Nop? Wir reden hier von Sinus.


>Wo ist da der Unterschied?
>Was ist ein Sägezahn wenn man es in seine spektralen Anteile zerlegt?
>Und ich schrieb oben schon:


>Nop schrieb:
>> Sobald ihr nur einen kleinen Peak oder eine Störung habt nicht!


>Wenn er zeitliche Zusammenhänge braucht, dann ist eine Phase eben was
>anderes als ein invertiertes Signal.
>Schau Dir mal den Sinus an wenn ein kleiner Peak drauf ist.

Du führst Scheingefechte um recht zu behalten.
Bitte lass das.

von GS (chromosoma)


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> Das einzige mögliche Problem bei der Sache: Wenn du die
> Originalschwingungen auf diese Weise tatsächlich eliminierst, ist seine
> Amplitude 0, was aber auch das Gegensignal zu 0 werden lässt. Damit wird
> das Originalsignal aber nicht mehr eliminiert. Ganz so einfach, wie du
> dir das vorstellst, geht das also nicht.


Stimmt, sobald die Schwingung des Systems auf 0 geht,  geht die 
Gegenschwingung auf Null, und  die Schwingung  schwingt wieder an.Hmm, 
man muss dann mit noch einem Sensor Prüfen, ob das System die Amplitude 
0 behält, falls  ja wird immer die gespeicherte Gegenfunktion generiert. 
Sonst wird die Schwingungsfunktion neu aufgenommen.
  Eigentlich PLL-Ähnlich: Halte die generierte Funktion so, dass die 
Überlagerung der beiden Funktionen  Null ergibt.

von Uwe (Gast)


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Kannst ja mal "aktive noise Filtering" (z.B. in heutigen Kopfhören) oder 
aktive Schwingungsdänpfung (bei Mikroskoptischen oder im 
Rasterelktronenmikroskop) oder unter optische Bildstabilisierung mittels 
beweglichem CMOS sensor mittels Piezos (in Digicams).

von Nop (Gast)


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Hmm schrieb:
> Du führst Scheingefechte um recht zu behalten.
> Bitte lass das.

Wenn Du meinst.
Überleg Dir mal über was für Einheiten wir sprechen.
Danach schaust Du mal z.B. auf Wiki:
http://de.wikipedia.org/wiki/Phasenverschiebung

Und liest nach wie oft das Wort "Zeit" darin vorkommt und wie oft 
"invertiert" ;-)

von Nop (Gast)


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Ach ja...den letzten Absatz im Link währe vllt. auch noch interessant 
;-)

von Hmm (Gast)


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>Wenn Du meinst.
>Überleg Dir mal über was für Einheiten wir sprechen.
>Danach schaust Du mal z.B. auf Wiki:
>http://de.wikipedia.org/wiki/Phasenverschiebung

>Und liest nach wie oft das Wort "Zeit" darin vorkommt und wie oft
"invertiert" ;-)

Jetzt wird Dein Geschwafel auch noch überheblich. Also dann willkommen 
in meinem CSS-File und schönes Leben noch.

von Nop2 (Gast)


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Hmm schrieb:
> Jetzt wird Dein Geschwafel auch noch überheblich. Also dann willkommen
> in meinem CSS-File und schönes Leben noch.

Jupp, wünsch ich Dir auch.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Nop schrieb:
> Karl Heinz Buchegger schrieb:

>> Gefragt war aber ausdrücklich nach einem Sinus.
>> Das das für Sägezahn nicht geht, ist schon klar. Aber das war auch nicht
>> gefragt.
>
> Hmm schrieb:
>> Nop? Wir reden hier von Sinus.
>
> Wo ist da der Unterschied?
> Was ist ein Sägezahn wenn man es in seine spektralen Anteile zerlegt?

Aua. Tut das nicht weh, so gar keine Ahnung zu haben?

Denk doch mal nach: wenn du ein nichtsinusförmiges Signal - sagen wir 
ruhig deinen Sägezahn - um eine bestimmte Zeit verzögerst, dann ergibt 
sich bezogen auf die Grundfrequenz eine bestimmte Phasenverschiebung 
\phi. Aber wie groß ist die resultierende Phasenverschiebung für die 
Oberwellen? Ist die auch gleich \phi? Oder nicht?

Und weil du schon beim Malen bist: zerleg doch mal deinen Sägezahn in 
seine Harmonischen, verschiebe jede derselben um 180° und addiere sie 
wieder.

> Und ich schrieb oben schon:
>> Sobald ihr nur einen kleinen Peak oder eine Störung habt nicht!

Dann ist es aber kein Sinus mehr. Daß eine Antwort nicht mehr paßt, wenn 
man eine andere Frage stellt, ist nun nicht besonder ungewöhnlich.


XL

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