Ein Sinusgenerator liefert ein Nutzsignal konstanter Amplitude (z.B. +-5V) von 3Hz - 120Hz; zusätzlich eine der Frequenz proportionale DC-Spannung 0-10V. Dieses Nutzsignal gebe ich auf einen simplen RC-Tiefpass (Eckfrequenz 0,3Hz). Bekanntlich dämpft er das Signal mit -20dB/Dekade und dreht die Phasen 90°. Soweit sogut, jedoch brauche ich das phasengedrehte Signal in der ursprünglichen Amplitude. Ueberlegt habe ich eine analoge Rechenfunktion, die aus der DC-Spannung eine entsprechende variable Verstärkung des gedämpften Nutzsignals erzeugt. Allein der Teufel liegt im Detail: die variable Verstärkung müsste m.E. aus einem Kurvenbildner gewonnen werden, der etliche Stützstellen benötigt. Dann dachte ich an einen Regler, der die Verstärkung auf den Sollwert (d.h. das ursprüngliche Nutzsignal) einregelt - habe dazu jedoch nichts passendes gefunden. Gibt es eine einfache, analoge Lösung? Die Phasendrehung muss erhalten bleiben.
Mathias W. schrieb: > Gibt es eine einfache, analoge Lösung? Für den von dir genannten Frequenzbereich wäre es möglicherweise zeitgemäßer, an dieser Stelle Zugeständnisse zu machen 😉. Wie genau soll es denn werden?
Mathias W. schrieb: > Soweit sogut, jedoch brauche ich das phasengedrehte Signal in der > ursprünglichen Amplitude. TP-gefiltert oder ungefiltert?
Mathias W. schrieb: > Bekanntlich dämpft er das Signal mit -20dB/Dekade und dreht die > Phasen 90°. > Soweit sogut, jedoch brauche ich das phasengedrehte Signal in der > ursprünglichen Amplitude. > Für mich ist die Aufgabenstellung aber noch nicht klar. 1) 90 Grad Phasenverschiebung gibt es nur für Frequenzen weit oberhalb der Grenzfrequenz (theoretisch erst für unendlich hohe Frequenzen) 2) Was heißt deshalb "das phasengedrehte Signal"? 3) Soll der Tiefpass also gar nicht filtern. denn das "phasengedrehte Signal" ist ja der Frequenzbereich, der gerade bedämpft wird!
Ein Multiphasenallpass kann das fuer einen gewissen Bereich. Z.B. 300 Hz bis 3400 Hz. Allerdings auch da nur ungenau. Fuer messtechnische Zwecke zu ungenau. Fuer die Erzeugung eines Einseitenbandsignals reicht es wohl.
Mathias W. schrieb: > Gibt es eine einfache, analoge Lösung? Die Phasendrehung muss erhalten > bleiben. Quadratur-Allpassnetzwerk 8. Ordnung. Für den Frequenzbereich von 3...120Hz läge der Phasenfehler bei etwa +/-0,1°. Die Eingangsamplitude bleibt erhalten. Das Netzwerk lässt sich mit "Quadnet" von Tonne Software synthetisieren.
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Danke für die Antworten, liebe Gemeinde! Ich will die Aufgabe verständlicher machen: Bild 1 zeigt ein Nutzsignal Ue=ue sin(omega t), gewünscht ist ein Ausgangssignal Ua'=ua' sin(omega t + phi) mit ua'=ue=1V und phi=Pi/2 =const, f=3Hz...120Hz d.h. das Ausgangssignal Ua' soll gleiche Amplitude, Frequenz haben aber in der Phase ca 90° verschoben sein, die Frequenz sei im genannten Bereich variabel. Mein Ansatz ist ein RC-Tiefpass, bei einer Eckfrequenz 0,3Hz erreiche ich bereits bei 3Hz ein phi von 85° (was mir genügt), jedoch ist die Amplitude bei f=120Hz -32dB gedämpft. Mit einer frequenzabhängigen Korrektur soll die Dämpfung wieder auf 0dB gebracht werden. Bild 2 zeigt die Idee: Der Oszillator der Nutzfrequenz liefert ein der Frequenz proportionales DC-Signal Usweep, aus dem im doppelt logarithmischen Masstab Uk=a omega - eine lineare Kennlinie erzeugt wird (a ist ein freier Koeffizient). Uk ist die logarithmische, von omega abhängige Korrektur für das Nutzsignal. Dieses wird hinter dem RC-TP logarithmiert und zu Uk addiert, anschliessend mit der Potenz 10hoch x wieder auf das gewünschte Ausgangssignal Ua' transformiert. Auf dem Papier erkenne ich keinen Widerspruch, wer hat Erfahrung, welche OV eignen sich? Oder welche einfachere Lösung gibt es? Mathias
Mathias W. schrieb: > Danke für die Antworten, liebe Gemeinde! > Ich will die Aufgabe verständlicher machen: > Bild 1 zeigt ein Nutzsignal Ue=ue sin(omega t), gewünscht ist ein > Ausgangssignal Ua'=ua' sin(omega t + phi) mit ua'=ue=1V und phi=Pi/2 > =const, f=3Hz...120Hz d.h. das Ausgangssignal Ua' soll gleiche > Amplitude, Frequenz haben aber in der Phase ca 90° verschoben sein, die > Frequenz sei im genannten Bereich variabel. > Hast Du schon mal an PLL gedacht?
@Lutz V. habe ich, aber was darüber zu lesen war (Tietze Schenk) habe ich nicht verstanden - leider!
Mathias W. schrieb: > Ich will die Aufgabe verständlicher machen: Die Aufgabe ist überwiegend verstanden worden. > Bild 1 zeigt ein Nutzsignal Ue=ue sin(omega t), gewünscht > ist ein Ausgangssignal Ua'=ua' sin(omega t + phi) mit > ua'=ue=1V und phi=Pi/2 =const, f=3Hz...120Hz d.h. das > Ausgangssignal Ua' soll gleiche Amplitude, Frequenz haben > aber in der Phase ca 90° verschoben sein, die Frequenz > sei im genannten Bereich variabel. Die kanonische Lösung für diese Aufgabe ist ein ALLPASS . Sie wurde bereits mehrfach genannt. > Mein Ansatz ist ein RC-Tiefpass, Warum?
Mathias W. schrieb: > das Ausgangssignal Ua' soll gleiche > Amplitude, Frequenz haben aber in der Phase ca 90° verschoben sein, die > Frequenz sei im genannten Bereich variabel. Die spannende Frage ist aber, wohin geht diese Ua'. Wofür wird sie benötigt? Es gibt Voltage-Controlled Amplifier, z.B. VCA810. Der Einstellbereich ist +/-40dB. https://www.ti.com/product/VCA810
Moin, Das Problem ist dem hier beschriebenen verdaechtig aehnlich: Beitrag "frequenzunabhängige Phasenverschiebung mit Hoch und Tiefpass?" Und so ist's auch die Loesung: Hilbert-Transformator. Da der aber eben seeeehr schlecht bis garnicht "in echt und analog" aufzubauen ist, waer's in deinem Fall wahrscheinlich viel simpler, auch den schon vorhandenen Sinusgenerator rauszuschmeissen. Und stattdessen direkt einen Generator einzusetzen, der schon gleich beide Spannungen erzeugt. Jenachdem, wie absurd deine Ansprueche auf den (co)sinus und der Feinheit deren Frequenzeinstellung sind, koennte da durchaus schon sowas popeliges wie ein attiny13a und ein bisschen Huehnerfutter aussenrum als Generator reichen. Klar - irgendwie wird man auch irgendwas fieses mittels RC-Tiefpaessen, VCA usw. aufbauen koennen, aber das wird sehr umfangreich und ich fress' nen Besen, wenn das mit der Amplitudenregelung bei Frequenzaenderungen nicht zu ordentlich Problemen fuehrt. Gruss WK
Dergute W. schrieb: > Jenachdem, wie absurd deine Ansprueche auf den (co)sinus und der > Feinheit deren Frequenzeinstellung sind, koennte da durchaus schon sowas > popeliges wie ein attiny13a und ein bisschen Huehnerfutter aussenrum als > Generator reichen. So würde ich das auch machen. Ich würde aber den ATtiny24 nehmen, der hat 2*16Bit PWM, damit programmiert es sich leichter. 64 Stützstellen sollten reichen, 512 wären aber auch kein Problem für max 120Hz.
Mathias W. schrieb: > Soweit sogut, jedoch ... Was ich mich schon länger frage: Was bedeutet eigentlich diese Floskel "so weit so gut"? Eine Selbstbestätigung, dass das vorher Gesagte zutreffend ist? In deinem Fall ist das nämlich mitnichten der Fall ...
Dergute W. schrieb: > Da der aber eben seeeehr schlecht bis garnicht "in > echt und analog" aufzubauen ist, Einkanalige Allpässe kann man problemlos mit OPV aufbauen. Vierkanalig kommt z.B. das Gingell-Netzwerk in Frage. > waer's in deinem Fall wahrscheinlich viel simpler, auch > den schon vorhandenen Sinusgenerator rauszuschmeissen. > Und stattdessen direkt einen Generator einzusetzen, der > schon gleich beide Spannungen erzeugt. Das geht natürlich auch. Wenn Rechteck ausreicht, tut es ein Taktgenerator und zwei D-Flipflops.
Mathias W. schrieb: > aber was darüber zu lesen war (Tietze Schenk) habe ich nicht > verstanden Ich fand das Buch nie so toll und schon gar nicht praxisnah.. mfg
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