Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Warum Logarithmische Darstellung


von Robert B. (robertoneu_95)


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Hallo ich habe mal eine Frage,

was sagt mir die logarithmische Darstellung bei der Signalanalyse aus?
Ich weiß, dass ich meine Signale entweder linear oder halt log ploten 
kann. Aber mir ist nicht so ganz klar, was mir die logarithmische 
Darstellung aussagen soll, außer das mein Signalverlauf anders aussieht 
und das ich mein Messverhalten in den kleineren Bereichen besser 
nachvollziehen kann.

Gruß
Felix

: Verschoben durch Moderator
von Martin S. (sirnails)


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Robert B. schrieb:
> und das ich mein Messverhalten in den kleineren Bereichen besser
> nachvollziehen kann.

Reicht Dir das nicht?

Und "anders aussieht" ist halt so eine Sache. Wenn Du eine 
logarithmische Kurve logarithmisch darstellst, bekommst Du eine Gerade 
und erkennst damit sofort jegliche Abweichung von ebenjener. In der 
linearen Darstellung siehst Du das halt einfach nicht.

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


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Robert B. schrieb:
> Aber mir ist nicht so ganz klar, was mir die logarithmische Darstellung
> aussagen soll
Sie soll nichts aussagen, sondern die logarithmische Darstellung bringt 
einfach eine gewaltige Dynamik aufs Papier. Oder wie würdest du ein 
Diagramm mit Strömen von 1µA bis 10A und Spannungen von 1mV bis 100V 
sonst sinnvoll zeichnen?

Oder andersrum: wenn in einem linearen Diagramm 1µA mit 1mm aufgelöst 
wird, wie groß muss dann das Blatt für 10A sein?

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Der Logarithmus ist die Umkehrung der Exponentialfunktion. Da viele 
Vorgänge in der Natur nicht linear sondern exponentiell verlaufen, 
bietet eine logarithmische Darstellung die Möglichkeit diese linear 
darzustellen.

: Bearbeitet durch User
von Praktiker (Gast)


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Hallo

Lothar M. schrieb:
> Oder andersrum: wenn in einem linearen Diagramm 1µA mit 1mm aufgelöst
> wird, wie groß muss dann das Blatt für 10A sein?

Richtig - es ist letztendlich nur eine Sache der Gewöhnung und das für 
den jeweiligen Fall eine geeignete Darstellung zur Verfügung gestellt 
wird.

Zumindest Online sollte...(ist es aber immer noch)  das kein Problem 
sein:

-Die Übersicht in Logarithmischer Darstellung, wenn man an Details und 
genaue Werte an bestimmten Punkten  (Ausschnitt) interessiert ist dann 
"automatisch" in Lineare Darstellung ("herein zoomen") bzw. die 
Punktwerte werden einen direkt herausgeholt und angezeigt.

Leider meist nur ein frommer Wunsch und man muss wie 1980 interpolieren 
(schönes Wort für schätzen) oder selbst mit den Taschenrechner rechnen 
(und die Formel und Werte korrekt eingeben können was auch nicht immer 
trivial ist)

Und was noch wichtig ist:

Ein Bauchgefühl an trainieren das eine Logarithmische Skalierung eben 
logarithmische Abstände und Wertänderungen bedeutet auch wenn man dann 
eine schön übersichtliche lineare Gerade vor Augen hat.
Vom Kopf (der Logik. den Wissen) her ist das eigentlich keine 
Herausforderung - aber bis man ein Bauchgefühl und eine "automatische 
Übersetzung" in reale Leben drauf hat dauert es schon so einige Zeit.

von Mohandes H. (Firma: مهندس) (mohandes)


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Praktiker schrieb:
> logarithmische Abstände

Ganz grob läßt sich eine logarithmische Skala auf Papier (oder im Kopf) 
skizzieren, wenn man sich die Abstände 1 - 2 - 5 (- 10 - 20 - 50 - 100 
usw) als jeweils gleiche Drittel denkt.

von Udo S. (urschmitt)


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Robert B. schrieb:
> was mir die logarithmische Darstellung aussagen soll

Die logarithmische Darstellung verhindert, dass du dein Plot 10m lang 
oder hoch machen musst um das zu sehen was dich interessiert.

Beispiel mal weg von der Elektronik.
Seismische Wellen aka Erdbeben.
Wolltest du das linear auftragen und auch noch Erdbebenwellen der Stärke 
3 gut auflösen dann überlege dir wie viel Papier du für ein Erdbeben der 
Magnitude 9 brauchen würdest.
Wolltest du Magnitude 3 auf 10mm auflösen bräuchtest du für Magnitude 9 
10 * 10E6 mehr = 10km Papier.

: Bearbeitet durch User
von Studieren heisst "sich bemühen" (Gast)


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Naja wer den Rechenstab nicht kennt, weiss halt nicht welche 
rechenoperation durch die logarithmischen Darstellung drastisch 
vereinfacht wird.
Und naturlich ist es eine Frage welche Größe man logarithmisch darstellt 
und welche man linear lässt. (Einfach logarithmische Darstellung versus 
doppelt-log.)

https://de.wikipedia.org/wiki/Rechenschieber
https://de.wikipedia.org/wiki/Nomogramm

--
Wenn man es sich recht überlegt, hat der TO die Frage falsch gestellt.
Es geht ihm wohl nicht um die log. Darstellung an sich sondern um das 
Bode-Diagramm.

Da braucht er wohl einen der ihm [den Nutzen des |Arbeit mit diesem] 
erklärt, seufz:

https://de.wikipedia.org/wiki/Bode-Diagramm
https://www.ingenieurkurse.de/regelungstechnik/frequenzgang/bode-diagramm.html

Typische Anwenwendung Frequenzkompensation beim Filterentwurf:

https://de.wikipedia.org/wiki/Frequenzkompensation
https://www.eit.hs-karlsruhe.de/mesysto/teil-a-zeitkontinuierliche-signale-und-systeme/grundlagen-des-filterentwurfs/standardisierte-entwurfsverfahren-fuer-tiefpass-filter/vergleich-der-entwurfsverfahren.html

von Ohr (Gast)


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Noch ein Punkt: In manchen Bereichen ist es von Vorteil, wenn die 
Darstellung einen Bezug zur menschlichen Wahrnehmung hat. Ein Reiz muss 
oft (in etwa) exponentiell ansteigen, um als linear empfunden zu werden. 
Siehe Weber-Fechnersches Gesetz.

von Robert B. (robertoneu_95)


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Vielen Dank für eure Antworten hab das verstanden und kann das jetzt 
nachvollziehen. Wünsche euch allen besinnliche Feiertage.

Gruß
Felix

von Udo S. (urschmitt)


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Robert B. schrieb:
> Wünsche euch allen besinnliche Feiertage.

Ebenso :-)

von Studieren heisst "sich bemühen" (Gast)


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Robert B. schrieb:
> Vielen Dank für eure Antworten hab das verstanden und kann das jetzt
> nachvollziehen. Wünsche euch allen besinnliche Feiertage.

Lass dir zu Weihnachten Fachlektüre schenken (bspw. 
https://www.thalia.de/shop/home/artikeldetails/A1000507817 ). Dann 
musste auch nicht PillePalle fragen und die anderen haben Zeit um sich 
auf Wichtigeres zu besinnen.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Wie heisst das seltsame Gesetz, dass statistisch Zahlen häufiger mit 1 
anfangen, als mit 9? Das würde bedeuten, dass wie auf der 
logarithmischen Skala der Eins ein breiterer Raum eingeräumt wird.
Damit sollen sich gefälschte Statistiken nachweisen lassen.

von Studieren heisst "sich bemühen" (Gast)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Wie heisst das seltsame Gesetz, dass statistisch Zahlen häufiger
> mit 1


https://de.wikipedia.org/wiki/Benfordsches_Gesetz

Das geistert immer mal wieder durch die Populärwissenschaften:
https://www.tagesspiegel.de/wissen/eins-gewinnt-6589975.html

Oder um potentielle "Steuersünder" abzuschrecken:
https://www.spiegel.de/wissenschaft/weiter-weg-zur-zwei-a-debb624d-0002-0001-0000-000008032391


Aber was hat das mit Bode-Diagramm zu tun?!. Will hier einer zwanghaft 
ins Offtopic abgleiten ???

von Na und? (Gast)


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Studieren heisst "sich bemühen" schrieb:
> Da braucht er wohl einen der ihm [den Nutzen des |Arbeit mit diesem]
> erklärt, seufz:

Studieren heisst "sich bemühen" schrieb:
> Dann
> musste auch nicht PillePalle fragen und die anderen haben Zeit um sich
> auf Wichtigeres zu besinnen.

Wow
Hallo

Warum eigentlich das dumme "seufz"?
Was ist daran PillePalle?
Du bist also mit den wissen was das alles ist geboren worden?(!)
So was von Arrogant...

Auch ist niemand gezwungen zu Antworten - Überraschung:
Auch dies hier ist ein Forum das man erstens freiwillig besucht (so 
mancher sicherlich auch während der Arbeitszeit...),und zweitens wenn 
man es besucht muss man auch nicht anworten wenn einen die Frage nicht 
passt, man darf tatsächlich auch einfach nur still mitlesen bzw. Threads 
die einen nicht passen einfach ignorieren.



Komisch:
Solche Sachen die "man" (außer "Überflieger" wie du natürlich) nicht 
automtisch kennt und die für sehr viele auch nicht so einfach sind, 
versteht du wohl seid den Kindergarten.
Aber wie man aber mit seinen Mitmenschen umgeht, was freiwillig bedeutet 
und wie Foren funktionieren scheinbar nicht...

Oder du dochi doch nur arrogant
"Ich bin so viel besser weil ich Abitur habe, auf der Universität war 
und  Abschlüsse in einen  MINT (die neue Religion für so manchen) Fach 
haben" Halt noch so ein Typ wie sie sich leider hier im Forum schon zur 
genüge tummeln?

Wobei dein Nichname auch schon ein Frechheit gegenüber den TO ist.
Dir, mir und niemanden sonst hier im Forum  geht seine Lernweise und 
sein vorwissen überhaupt nichts an.

von Wolfgang (Gast)


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Na und? schrieb:
> Was ist daran PillePalle?
> Du bist also mit den wissen was das alles ist geboren worden?(!)

Normalerweise gehört der Logarithmus zum Lerninhalt der 9. oder 10. 
Klasse.
Bestimmung charakteristischer Größen aus einem Bode-Diagramm, z.B. 
Grenzfrequenz mit Hilfe asympthotischer Geraden, funktioniert nur in 
Log-Darstellung. Sonst wird es mit der Fehlergewichtung mühselig und 
nicht sinnvoll darstellbar (s.o).
https://studyflix.de/informatik/bode-diagramm-816

von Udo S. (urschmitt)


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Wolfgang schrieb:
> Normalerweise gehört der Logarithmus zum Lerninhalt der 9. oder 10.
> Klasse.

Beispiel Sachsen und Baden Württemberg: Gymnasium 10. Klasse.
Vertiefung dann Oberstufe.

Ob das in Realschulen gelehrt wird weiss ich nicht.

von Studieren heisst "sich bemühen" (Gast)


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Udo S. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Normalerweise gehört der Logarithmus zum Lerninhalt der 9. oder 10.
>> Klasse.
>
> Beispiel Sachsen und Baden Württemberg: Gymnasium 10. Klasse.
> Vertiefung dann Oberstufe.

Auch in anderen Bundesländern. Im NRW-Abi wollte man es mal streichen 
bzw. im "Revier der Leistungsmathematiker" isolieren, was prompt zum 
Aufschrei unter der Elternschaft führte: 
https://www.le-gymnasien-nrw.de/fileadmin/user_upload/Bf_MinLoehrmannBeibehaltungLogarithmus_Mathe20150817.pdf

Begründet wird das mit der Bedeutung des Logarithmus als mathematische 
Hilfsmittel in anderen Fächern (bspw. Chemie: ph-Wert) und in der 
(ingenieuzrs-)technischen Ausbildung allgemein.

Isofern ist es völlig berechtigt Wissen zur logaithmusrechnung als 
"PillePalle" zu bezeichnen, insbesonders in dem vom TO benannten Kontext 
Signalanalyse und Messtechnik.

--
PS:
Im Bildungssystem Ostdeutschlands wurde der Logarithmus vor dem 
Abiturgang an der (Polytechnischen) Oberschule in der 9. Klasse gelehrt. 
https://mathematikalpha.de/wp-content/uploads/2017/12/LB9.pdf S.65

Der Umgang mit log-Skalen wie auf dem Rechenschieber bereits in Klasse 7 
mathematik. Im Physikunterricht mit Ableseübungen auf diversen 
Zeigermessgeräten.

von Martin S. (sirnails)


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Udo S. schrieb:
> Ob das in Realschulen gelehrt wird weiss ich nicht.

Bayern auf jeden Fall nicht. Auch nicht auf der FOS im technischen 
Zweig.

von Studieren heisst "sich bemühen" (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> Normalerweise gehört der Logarithmus zum Lerninhalt der 9. oder 10.
> Klasse.

Martin S. schrieb:
> Udo S. schrieb:
>> Ob das in Realschulen gelehrt wird weiss ich nicht.
>
> Bayern auf jeden Fall nicht. Auch nicht auf der FOS im technischen
> Zweig.

Da sagt ein Blick in den Lehrplan was anderes:
https://www.lehrplanplus.bayern.de/fachlehrplan/fos/10/mathematik/vorklasse

von Alfred B. (alfred_b979)


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Udo S. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Normalerweise gehört der Logarithmus zum Lerninhalt der 9. oder 10.
>> Klasse.
>
> Beispiel Sachsen und Baden Württemberg: Gymnasium 10. Klasse.
> Vertiefung dann Oberstufe.
>
> Ob das in Realschulen gelehrt wird weiss ich nicht.

Bei mir sah das damals(tm) inhaltlich auch schon so aus:

https://www.lehrplanplus.bayern.de/fachlehrplan/realschule/10/mathematik/wpfg2-3

Zitat:

> M10 Lernbereich 1:Trigonometrie (ca. 21 Std.)
> M10 Lernbereich 2:Raumgeometrie (ca. 20 Std.)
> M10 Lernbereich 3:Exponentialfunktionen, Logarithmen (ca. 10 Std.)
> M10 Lernbereich 4:Quadratische Funktionen und Gleichungen (ca. 35 Std.)
> M10 Lernbereich 5:Daten und Zufall (ca. 10 Std.)

von Alfred B. (alfred_b979)


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Studieren heisst "sich bemühen" schrieb:
> Isofern ist es völlig berechtigt Wissen zur logaithmusrechnung als
> "PillePalle" zu bezeichnen

Wieso? Gibt es denn nicht mehr Menschen OHNE Mittlere Reife,
als solche MIT? (Das ist sogar vollumfänglich ernst gemeint.)

> insbesonders in dem vom TO benannten Kontext
> Signalanalyse und Messtechnik.

Das ist sogar noch besser: Signalanalytiker und Meßtechniker
dürfte es noch sehr viel weniger geben... (...hier folgte ich
Deiner Methodik, Argumente aus Indizien gewinnen zu wollen.)

;-)

von Studieren heisst "sich bemühen" (Gast)


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Alfred B. schrieb:

> Das ist sogar noch besser: Signalanalytiker und Meßtechniker
> dürfte es noch sehr viel weniger geben... (...hier folgte ich
> Deiner Methodik, Argumente aus Indizien gewinnen zu wollen.)
>
> ;-)

Du missverstehst mich absichtlich?! Dann mach Deinen Dreck alleine!

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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>was hat das mit Bode-Diagramm zu tun?
>Da viele Vorgänge in der Natur nicht linear sondern exponentiell verlaufen

Es geht um die Frage, ob ein logarithmischer Verlauf tatsächlich 
sozusagen ein Naturgesetz ist. Eigentlich sind linear und logarithmisch 
ja nur zwei Darstellungsweisen desselben Sachverhalts.

Nur dieses "Benfordsche_Gesetz" (danke für den Namen) zeigt eher eine 
logarithmische Verteilung von Zahlen.

von Dirk St (Gast)


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Mit Gruss

Ohr schrieb:
> Noch ein Punkt: In manchen Bereichen ist es von Vorteil, wenn die
> Darstellung einen Bezug zur menschlichen Wahrnehmung hat. Ein Reiz muss
> oft (in etwa) exponentiell ansteigen, um als linear empfunden zu werden.
> Siehe Weber-Fechnersches Gesetz.

Dazu noch Stevenssche-Funktionen
( Neurophysiologie ), logarithmisch
linear ( idealisiert) dargestellt.
...

Dirk St

von Na und (Gast)


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Hallo

Na und? schrieb:
> "Ich bin so viel besser weil ich Abitur habe, auf der Universität war
> und  Abschlüsse in einen  MINT (die neue Religion für so manchen) Fach
> haben"

Also ja so denkst du tatsächlich - jeder hat ein Abitur, jeder mit 
Abitur war gut in Mathe, jeder mit Abitur hat nach erhalt desjenigen 
natürlich mit freude weiterhin höhere Mathematik pratiktiert und nie 
ganz schnell verdrängt...

"Studieren heisst "sich bemühen" " schau dich im echten Leben um  - 
verlass mal deine Blase. hör mit den bewerte von Menschen und deren 
wissen und können  auf.
Hör damit auf deine Lernmethoden anderen aufzudrücken (schon allein der 
Nickname ist eine Frechheit).

Solche "Spezialisten" wie dich sollte mal all die Leistungen und 
Services die all die Menschen ohne Abitur oder auch all die  mit Abitur 
aber ohne verbliebende Kenntnisse der höhren Mathematik(nach den 
Prüfungen  vergessent und verdrängt ...Warum wohl...?) entzogen werden 
also selbst die Flieseen legen, selbst "dein" Spielzeug in Fernost bauen 
und zu dir bringen, selbst dein Büro reinigen, selbst dein fahrzeug 
instand setzen und sehr viel anderes mehr.

Entweder den "sender" (die Tastatur) einfach mal ruhig halten, oder 
wirklich geduldig ohne arroganz und freundlich helfen...

von Studieren heisst "sich bemühen" (Gast)


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Na und schrieb:
> Hör damit auf deine Lernmethoden anderen aufzudrücken (schon allein der
> Nickname ist eine Frechheit).

Nö, ist ne sprachhistorische Tatsache:
https://de.wikipedia.org/wiki/Student

> Entweder den "sender" (die Tastatur) einfach mal ruhig halten,
Klar, ganz ruhig und gelassen, so wie Du ...

> oder wirklich geduldig ohne arroganz und freundlich helfen...
Nö, Perlen vor Säue zu werfen ist Talent-Verschwendung
Deshalb auch der Tipp mit dem geschenkten Buch zu Weihnachten.

von Alfred B. (alfred_b979)


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Studieren heisst "sich bemühen" schrieb:
> Alfred B. schrieb:
>
>> Das ist sogar noch besser: Signalanalytiker und Meßtechniker
>> dürfte es noch sehr viel weniger geben... (...hier folgte ich
>> Deiner Methodik, Argumente aus Indizien gewinnen zu wollen.)
>>
>> ;-)
>
> Du missverstehst mich absichtlich?!

Nein. (Und da hätte ich den Smiley beinahe weggelassen...)

> Dann mach Deinen Dreck alleine!

Hm?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Robert A. Pease hat mal den Dynamikbereich von Auge und Ohr abgeschätzt:
https://www.electronicdesign.com/markets/energy/article/21762043/whats-all-this-optical-stuff-anyhow

Das Auge hat nach seiner Schätzung "about 143 dB", das Ohr ca. "a 
dynamic range of 130 dB"
"So the dynamic range for the ear and eye are both OUTRAGEOUSLY large."

Es kommt halt drauf an ob die beiden Sensoren anschließend noch 
funktionieren sollen. Bei der letzten totalen Sonnenfinsternis sind auch 
einige erblindet.

P.S.
>Studieren heisst "sich bemühen"
"Kunst kommt von Können, käme es von Wollen, so hieße es Wulst"
Ich weiß nicht mehr wo das mal stand.
https://de.wikipedia.org/wiki/Kunst_kommt_von_K%C3%B6nnen
Wikipedia weiß wie immer Rat.

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