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Hallo,

Habe vor ein paar Tagen eine Frage gestellt bekommen diese lautete:

Man nimmt einen 20kHz Verstärker und ein 18kHz Rechtecksignal, was kommt am Ausgang raus?

Vllt kann mir jmd behilflich sein!

Vielen Dank

» Hallo,
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» Habe vor ein paar Tagen eine Frage gestellt bekommen diese lautete:
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» Man nimmt einen 20kHz Verstärker und ein 18kHz Rechtecksignal, was kommt
» am Ausgang raus?

Solange man nicht weiss, was mit "20kHz Verstärker"
gemeint ist, kann man dazu wenig sagen. Es gibt
z.B. NF-Verstärker, die von 20Hz bis 20kHz alles
verstärken. Es gibt aber auch sog. Lock-in-Verstärker,
die nur eine einzige Frequenz verstärken...
Gruss
Harald

Hallo

Wenn der Verstärker breitbandig bis 20Khz verstärkt, kommt ein um den Verstärkungsfaktor des Verstärkers verstärktes 18Khz-Signal heraus.

Wenn der Verstärker nur schmalbandig 20Khz verstärkt, kommt gar nichts heraus.

Theo

» Wenn der Verstärker breitbandig bis 20Khz verstärkt, kommt ein um den
» Verstärkungsfaktor des Verstärkers verstärktes 18Khz-Signal heraus.

Aber kein Rechteck mehr.

» Aber kein Rechteck mehr.

Hallo

kommt das nicht auf die Qualität des Verstärkers an?

Theo

» Hallo,
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» Habe vor ein paar Tagen eine Frage gestellt bekommen diese lautete:
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» Man nimmt einen 20kHz Verstärker und ein 18kHz Rechtecksignal, was kommt
» am Ausgang raus?
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» Vllt kann mir jmd behilflich sein!
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» Vielen Dank

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Vermutlich nur ein zerbäultes Rechteck.

Das Rechtecksignal ist ja recht oberwellenhaltig, - damit hochfrequent.
Ergo ein mind. doppelt schneller Amp sollte es schon sein.
Audio Amp gehen so mind. bis über 100kHz, damit auch
oberwellenhaltige Signale "naturgetreu" widergegeben werden können.

Ist so mal Pi- gesprochen.

Gerald
---

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...und täglich grüßt der PC:
"Drück' ENTER! Feigling!"

Ich vermute, es handelt sich um eine Prüfungsaufgabe. Der Verstärker soll von 0 bis 20kHz verstärken und dann ideal Abschneiden.
Herr Fourier lassen grüssen

» » Aber kein Rechteck mehr.

» kommt das nicht auf die Qualität des Verstärkers an?

Klar, auf seine obere Grenzfrequenz, man Fourieranalyse.

» Hallo,
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» Habe vor ein paar Tagen eine Frage gestellt bekommen diese lautete:
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» Man nimmt einen 20kHz Verstärker und ein 18kHz Rechtecksignal, was kommt
» am Ausgang raus?
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» Vllt kann mir jmd behilflich sein!

Vielleicht mal auf eine ganz andere Art. Ein Rechtecksignal besteht aus einer Grundwelle und ganz vielen Oberwellen bis zu sehr hohen Frequenzen, wenn die Flanke des Rechtsignales steil genug ist. Bei einem zeitsymmetrischen Rechtecksignal t/T=0.5 gibt es nur Oberwellen (Harmonische) bei ungeraden Faktoren der Grundfrequenz. Das heisst, die erste Oberwelle Deines Rechtecksignales ist bei der 3-fachen Grundfrequenz von 54 kHz. Die nächste Oberwelle folgt erst bei 90 kHz.

Jetzt nimm einmal an der Verstaerker mit einer Bandbreite von 20 kHz hat auch noch ein relativ steiles Tiefpassfilter, so dass schon lange unterhalb der ersten Oberwelle nichts mehr rauskommt. Das einzige was rauskommt ist die Grundfrequenz des Rechtecksignales von eben diesen 18 kHz.

Welche Signalform hat dieses Signal?
(Ein Signal ohne Oberwellen...)

Wenn Du da von selbst draufkommst, hast Du sehr viel verstanden. Wenn nicht, frage einfach zurück und wir schauen weiter, bis der Groschen runterfällt.

--
Gruss
Thomas

Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9

» Hallo,
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» am Ausgang raus?
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» Vielen Dank

Hallo Timmey89
was Du mit einem Oscilloskop messen wirst ist ein sinusförmiges Signal mit 18 kHz.
Alle nicht-sinusförmigen Signale lassen sich in sinusförmige Signale zerlegen (nach Fourier).
Ein rechteckförmiges Signal besteht aus der sinusförmigen Grundwelle (18kHz) und vieler
ungradzahliger Oberwellen ( 3. - 5. - 7. - 9 usw Oberwellen )
Um ein etwa rechteckförmiges Signal zu erhalten muss der Verstärker mindesten die 10-fache
Bandbreite haben. Also mindesten ein 180 kHz Verstärker.
Deutlich wird es beim Oscilloskop. Hat ein Oscilloskop eine Verstärkerbandbreite von 50 MHz,
so kann man rechteckförmige Signale nur mit max 5 MHz darstellen.
Schau mal bei Wikipedia unter "Rechteckschwingung"
Gruß Kendiman

» » Hallo,
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» » Man nimmt einen 20kHz Verstärker und ein 18kHz Rechtecksignal, was
» kommt
» » am Ausgang raus?
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» »
» » Vielen Dank
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» Hallo Timmey89
» was Du mit einem Oscilloskop messen wirst ist ein sinusförmiges Signal mit
» 18 kHz.
» Alle nicht-sinusförmigen Signale lassen sich in sinusförmige Signale
» zerlegen (nach Fourier).
» Ein rechteckförmiges Signal besteht aus der sinusförmigen Grundwelle
» (18kHz) und vieler
» ungradzahliger Oberwellen ( 3. - 5. - 7. - 9 usw Oberwellen )
» Um ein etwa rechteckförmiges Signal zu erhalten muss der Verstärker
» mindesten die 10-fache
» Bandbreite haben. Also mindesten ein 180 kHz Verstärker.
» Deutlich wird es beim Oscilloskop. Hat ein Oscilloskop eine
» Verstärkerbandbreite von 50 MHz,
» so kann man rechteckförmige Signale nur mit max 5 MHz darstellen.
» Schau mal bei Wikipedia unter "Rechteckschwingung"
» Gruß Kendiman

Also ich hab mir mal was bezüglich Fourier rausgesucht,dort heißt es

"Die optimale Annäherung hängt stark von den beachteten Oberwellen ab. Eine gute Annäherung erhält man , wenn man die Werte bis zur siebten Oberwelle beachtet. Eine optimale Annäherung erhält man bei der elften Oberwelle"

Mindestens 10-fache Verstärkung da man ab der 11ten Oberwelle eine Optimale annäherung erreicht?

Das heißt dann mit 20kHz hätte ich eine etwa 1,1111 fache Verstärkung und somit ein Signal ohne Oberwellen?

Hoffe ich habe das so richtig verstanden!

MfG Tim

Hi Tim,

die Verstärkung hängt nicht von der Bandbreite des Verstärkers ab.
Du bekommst ein Signal ohne Oberwellen. Die Amplitude bestimmt der Verstärkungsfaktor der Verstärkers.

--
MfG
Peter

Hallo Tim,

» » was Du mit einem Oscilloskop messen wirst ist ein sinusförmiges Signal
» mit
» » 18 kHz.
» » Alle nicht-sinusförmigen Signale lassen sich in sinusförmige Signale
» » zerlegen (nach Fourier).
» » Ein rechteckförmiges Signal besteht aus der sinusförmigen Grundwelle
» » (18kHz) und vieler
» » ungradzahliger Oberwellen ( 3. - 5. - 7. - 9 usw Oberwellen )
» » Um ein etwa rechteckförmiges Signal zu erhalten muss der Verstärker
» » mindesten die 10-fache
» » Bandbreite haben. Also mindesten ein 180 kHz Verstärker.
» » Deutlich wird es beim Oscilloskop. Hat ein Oscilloskop eine
» » Verstärkerbandbreite von 50 MHz,
» » so kann man rechteckförmige Signale nur mit max 5 MHz darstellen.
» » Schau mal bei Wikipedia unter "Rechteckschwingung"
» » Gruß Kendiman
»
» Also ich hab mir mal was bezüglich Fourier rausgesucht,dort heißt es
»
» "Die optimale Annäherung hängt stark von den beachteten Oberwellen ab.
» Eine gute Annäherung erhält man , wenn man die Werte bis zur siebten
» Oberwelle beachtet. Eine optimale Annäherung erhält man bei der elften
» Oberwelle"

optimal heißt: besser geht es nicht. Dazu braucht man viel mehr Oberwellen (unendlich).

» Mindestens 10-fache Verstärkung da man ab der 11ten Oberwelle eine
» Optimale annäherung erreicht?

Nicht 10-fache Verstärkung, sondern 10-fache Bandbreite.

» Das heißt dann mit 20kHz hätte ich eine etwa 1,1111 fache Verstärkung und
» somit ein Signal ohne Oberwellen?

Nicht Verstärkung mit Bandbreite verwechseln !

» somit ein Signal ohne Oberwellen?

Ja, so ist es. Und dieses Signal ohne Oberwellen ist rein sinusförmig.
Denn nur sinusförmige Wellen sind oberwellenfrei.
Die nächste relevante Oberwelle ist bei 3 mal 18 kHz = 54 kHz und wird
vom Verstärker nicht mehr verarbeitet. Sie fehlt ganz einfach.
Und noch höhere Oberwellen ebenfalls.
»
» Hoffe ich habe das so richtig verstanden!

sieht beinahe so aus!

Wenn man die 10-fache Bandbreite annimmt, so ist das noch keineswegs optimal.
Der erfahrene Anwender weiß, dass es besser wäre eine noch höhere Bandbreite
zu haben.
Für einen Überblick recht das allemal.
Gruß Kendiman

» Wenn man die 10-fache Bandbreite annimmt, so ist das noch keineswegs
» optimal.

optimal heisst Kompromiss zwischen Aufwand und Ergebnis.

hws

Hallo,

ein Rechteck besteht nach Fourier,
aus der Grundfrequenz und allen ungeradzahligen
Harmonischen. also 18KHz 54KHz 90KHz u.s.w. mit
definierter Phasenlage!
Wenn er bei 54KHz gar nichts mehr outputtet,
dann müßte man einen 18KHz Sinus rausbekommen.
Wenn aber der Frequenzgang langsam abfällt,
(Bei z.B bei 54KHz auf die Hälfte)kann man das so zusammenrechnen: f(t)=1*sin(f*t)+0.5*sin(3f*t)....

Gruß

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

Kannst natürlich auch einen Schmidt-Trigger nehmen.
Dann kann man aber nur noch (gute) Rechtecke verstärken.
Aus dem Vorangegangenem, ist klar dass es keinen perfekten
Rechteck geben kann, denn sonst bräuchte man unendliche
Bandbreite.

Gruß

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *