Zusammenhang THD und Interpolationrate

[Enco Der (Gast)]

Hallo und guten Tag,

ich bin auf der Suche nach einem mathematischen Zusammenhang zwischen 
Total Harmonic Distortion (THD) und Interpolationrate 
/Interpolationsgrad von Sinus-Kosinus-Signalen bei Drehgebern.
Ich würde gern erfahren, wie hoch mein Klirrfaktor des Drehgebers 
maximal sein darf und wie sich die weiteren Fehler durch die 
Quantisierung auswirken/fortpflanzen und wie ich daraus die maximale 
Interplationsrate ermitteln kann. Hat jemand gutes Material zu diesem 
Thema? Falls ja wäre ich sehr dankbar, wenn ihr dieses hier teilen 
könntet.

Vielen Dank

[S. D. (der_nachtfuchs)]

Das ist ein sehr schwieriges Thema.

Um da etwas sagen zu können, müsste man ein paar Sachen wissen, z.B.:

-Aufbau des Resolvers
-Grundfrequenz der Transmitterspule
-Frequenzbereich der Resolverspulen
-Polzahl
-Dämpfung der Signalleitung
-Güte der magnetischen Kopplung zwischen Transmitter und Rotor
-Güte der magnetischen Kopplung zwischen Rotor und A-/B-Spulenpaar
-Slew-Rate der Auswertung

Gibt es nichts vom Hersteller dazu?

Normalerweise darf der THD das Signal nicht stark ändern bzw 
abschneiden. Das heißt, du musst herausfinden, wie sehr der THD die 
Flankensteilheit deines Sinus-Signals beeinflußt und bei welcher 
Frequenz deine Signalauswertung das Signal noch als Sinus erkennt.

Also musst du irgendwie die maximale Änderung des "Dreh"-Signals zur 
maximalen Abweichung bei der Auflösung/Auswertung ins Verhältnis setzen.

Mehr kann ich dir erstmal nicht dazu sagen.

[Enco Der (Gast)]

Von einem Interpolator-IC Hersteller hatte ich die Aussage bekommen, 
dass der THD der Encodersignale <10% sein muss, in seinem 
Interpolator-IC sind 12bit ADCs integriert.
Wie kommt der Hersteller zu diesen 10% für die Encoder-Rohsignale?

[Enco Der (Gast)]

Nachtrag: Diese 10% gelten wohl für Interpolationsraten von 10bit.

[Bürovorsteher (Gast)]

> Wie kommt der Hersteller zu diesen 10% für die Encoder-Rohsignale?

Ganz einfach: aus der zulässigen Impulsbreitendifferenz der 
interpolierten Inkrementalsignale innerhalb eines 90°-Intervalls.

[S. D. (der_nachtfuchs)]

Ich fürchte, da bleibt dir nur das genaue Messen mit dem Oszi übrig....

Wofür werden die Resolver denn eingesetzt? Welcher Drehzahlbereich? 
Welche Genauigkeit/Auflösung ist erforderlich?

Ich habe beruflich mit Schweißrobotern gearbeitet, da hatten die 
Resolver an den Achsmotoren eine Auflösung von 4096 Schritten pro 
Umdrehung bei einer Grundfrequenz von 4 oder 8 kHz. Die Drehzahl der 
Motoren ging bis 3250 U/min.

[Enco Der (Gast)]

Bürovorsteher schrieb:
> Ganz einfach: aus der zulässigen Impulsbreitendifferenz der
> interpolierten Inkrementalsignale innerhalb eines 90°-Intervalls.

Kannst du das etwas näher erläutern?

Sunny J. D. schrieb:
> Wofür werden die Resolver denn eingesetzt? Welcher Drehzahlbereich?
> Welche Genauigkeit/Auflösung ist erforderlich?

Es geht mir um optische Encoder und ich möchte mittels DSP 
Encodersignale interpolieren und wüsste gern, was theoretisch möglich 
ist, also den mathematischen Hintergrund möchte ich nachvollziehen. Die 
Drehzahlen sind am Anfang eher gering.

[Enco Der (Gast)]

Was ich soweit nachvollziehen kann ist, dass die Interpolationsrate 
unterhalb der ADC-Auflösung liegt.
Leitet sich das THD der Eingangssignale dann durch das Analogfrontend 
aber, da Interpolation-ICs ja auch noch Signalkorrekturen wie Amplitude, 
Verstärkung, Offset und Phase vornehmen können. Kann man das so sagen?

[S. D. (der_nachtfuchs)]

Das spielt mit Sicherheit eine Rolle. Allerdings müssen die Verzerrungen 
des Wandlers im Datenblatt stehen, die kannst du wahrscheinlich nicht 
selbst messen...


Dazu kommt noch die Verzerrung (inkl. Rise Time und Fall Time) des 
Fototransistors, und bei höherer Drehzahl der Interferenzverzug der 
Schlitzscheibe.

Wird ne schwierige Aufgabe :-(