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Reiner

E-Mail

01.11.2016,
18:22
 

Sinus Phasenverschiebung (Elektronik)

Hallo,
ich hab folgende Schaltung gebaut. Printtrafo + 9V / 0V / -9V,Gleichrichter, Glättungskondensatoren, Spannungsregler + / - 9 V, Sinusgenerator mit dem LF 351 N. Die Schaltung liefert ein konstantes Sinussignal stufenlos einstellbar zwischen ca. 10 Hz und 100 kHz. Die unbelastete Effektivspannung liegt durchgehend bei 1,5 V, (gemessen mit einem DMM) die Maximalspannung bei jeweils + / - 2,12 V. (gemessen am Oszilloskop) Das Sinussignal geht an einen Verstärker welcher die Last, einen Spule mit Eisenkern, steuert. Der Verstärker hat eine eigene Spannungsversorgung. Das Sinussignal wird somit nicht belastet und bleibt über den gesamten Frequenzbereich stabil.
Ich benötigen das Sinussignal insgesamt vier mal. Jeweils um 45°verschoben. Also 0°, 45° , 90° und 135°. An jedes Signal soll dann jeweils ein eigener Verstärker geschaltet werden.
Wer hat eine Idee wie ich die drei Phasenverschiebungen, möglichst über den gesamten Frequenzbereich hinbekomme.

xy(R)

E-Mail

01.11.2016,
18:51

@ Reiner

Sinus Phasenverschiebung

» Wer hat eine Idee wie ich die drei Phasenverschiebungen, möglichst über den
» gesamten Frequenzbereich hinbekomme.

DDS

Reiner

E-Mail

03.11.2016,
10:43

@ xy

Sinus Phasenverschiebung

Hallo xy, du meinst Direct Digital Sythesis. Eine Methode zur Erzeugung verschiedenster Signalformen. Meine Frage war nach der gleichzeitigen Erzeugung vier gleicher Phasenverschobener Signale. So wie ein Synchrongenerator drei Sinusfunktionen zeitgleich um jeweils 120° verschoben erzeugt, benötige ich gleichzeitig vier gleiche Sinussignale jeweils um 45° verschoben bis in den MHz Bereich hinein. So was geht mechanisch nicht. Gibt es mit DDS auch die Möglichkeit diese vier Signale zu erzeugen?

Hartwig(R)

03.11.2016,
18:20

@ Reiner

Sinus Phasenverschiebung

Hallo,
Dein Gedanke ist es, aus einem Sinus die verschiedenen phasenverschobenen Signale zu erzeugen. Das ginge mit einem Phasenschiebernetzwerk, nur ist das frequenzabhängig. Für den von Dir geforderten Frequenzbereich ist das praktisch kaum durchführbar. Daher hat xy DDS vorgeschlagen. Es gibt analoge Lösungen mit Funktionsgenerator-IC's, Mikee hier hat - so glaube ich - vor einiger Zeit hier mal ein Posting zu dem Thema gehabt.
Vielleicht liest Mikee hier ja mit.
Viele Grüße
Hartwig

Reiner

E-Mail

04.11.2016,
11:01

@ Hartwig

Sinus Phasenverschiebung

Hallo Hartwig,

danke für deine Antwort. Es muss nicht zwingend ein stufenloses mitgehen der Phasenverschiebung bei Frequenzwechsel sein. Eine Lösung wie die vier Phasenwinkel bei einer beliebigen, festen Frequenz eingestellt werden können, genügt. Ist sicher nicht so elegant, aber vielleicht eher möglich.
Gruß

Reiner

Altgeselle(R)

E-Mail

04.11.2016,
12:28

@ Reiner

Sinus Phasenverschiebung

» Hallo Hartwig,
»
» danke für deine Antwort. Es muss nicht zwingend ein stufenloses mitgehen
» der Phasenverschiebung bei Frequenzwechsel sein. Eine Lösung wie die vier
» Phasenwinkel bei einer beliebigen, festen Frequenz eingestellt werden
» können, genügt. Ist sicher nicht so elegant, aber vielleicht eher möglich.
» Gruß
»
» Reiner
Hallo,
man kann den Sinus als Tabelle ablegen, z.B. in einem Flash-Speicher mit
parallelem Adress- und Datenbus.
Dann benötigt man einen binären Synchron-Zähler, um die Adressen für den Speicher
zu erzeugen.
Die Daten aus dem Flash gibt man dann auf einen D/A-Wandler mit parallelem
Bus, z.B. LTC1450. Der gibt dann den Sinus aus.
Wenn man die Adressen in 5° Schritten erzeugt, braucht man einen Zähler bis 72.
Der muss dann für 100KHz Sinusfrequenz mit 72*100KHz = 7,2MHz getaktet werden.

Um nun vier um je 45° verschobene Sinussignale zu erzeugen, benötigt man den
D/A-Wandler und den Flash-Speicher 4 mal. Die drei weiteren Adressen werden
durch Addition von 9 (5*9=45) mit dem Adresswort des ersten Flash erzeugt
(Volladdierer).
Ein wenig Logik für die Erzeugung von diversen Enable- und Latch-Signalen
braucht man auch noch.
Insgesamt ist das eine umfangreiche Schaltung, aber noch ohne spezial-ICs
machbar.

Grüße
Altgeselle

Hartwig(R)

04.11.2016,
16:23

@ Reiner

Sinus Phasenverschiebung

Hallo,

» Ist sicher nicht so elegant, aber vielleicht eher möglich.

nein, mit ziemlicher Sicherheit nicht. Das Konzept von Altgeselle dürfte das einfachste sein, ist ja eigentlich auch DDS. Oder eben die Lösung von Mikee mit Funktionsgenerator-ICs (ich glaube, er hat den XR2206 genommen). Alles andere ist mehr Aufwand und deutlich weniger stabil.
Grüße
Hartwig

xy(R)

E-Mail

04.11.2016,
17:11

@ Altgeselle

Sinus Phasenverschiebung

» Insgesamt ist das eine umfangreiche Schaltung, aber noch ohne spezial-ICs
» machbar.

Gibts auch alles auf einem Chip: AD9959.

Altgeselle(R)

E-Mail

04.11.2016,
17:41

@ xy

Sinus Phasenverschiebung

» » Insgesamt ist das eine umfangreiche Schaltung, aber noch ohne
» spezial-ICs
» » machbar.
»
» Gibts auch alles auf einem Chip: AD9959.

Tatsächlich, den hatte ich übersehen. Einfach nur nehmen.

xy(R)

E-Mail

04.11.2016,
18:38
(editiert von xy
am 04.11.2016 um 18:42)


@ Altgeselle

Sinus Phasenverschiebung

» » » Insgesamt ist das eine umfangreiche Schaltung, aber noch ohne
» » spezial-ICs
» » » machbar.
» »
» » Gibts auch alles auf einem Chip: AD9959.
»
» Tatsächlich, den hatte ich übersehen.

4 Kanäle auf einem Chip ist auch ungewöhnlich.


» Einfach nur nehmen.

Naja, ist halt kein bastlerfreundliches Gehäuse, aber mit kommerzieller Adapterplatine oder ein paar kleinen Tricks gehts.


P.S.: Bei nur 100 kHz geht das natürlich auch noch mit einem uC mit eingebauter PWM. Kammt halt drauf an wie hoch die Ansprüche an den Klirrfaktor sind.

Altgeselle(R)

E-Mail

04.11.2016,
19:15

@ xy

Sinus Phasenverschiebung

» » » » Insgesamt ist das eine umfangreiche Schaltung, aber noch ohne
» » » spezial-ICs
» » » » machbar.
» » »
» » » Gibts auch alles auf einem Chip: AD9959.
» »
» » Tatsächlich, den hatte ich übersehen.
»
» 4 Kanäle auf einem Chip ist auch ungewöhnlich.
»
»
» » Einfach nur nehmen.
»
» Naja, ist halt kein bastlerfreundliches Gehäuse, aber mit kommerzieller
» Adapterplatine oder ein paar kleinen Tricks gehts.
»
»
» P.S.: Bei nur 100 kHz geht das natürlich auch noch mit einem uC mit
» eingebauter PWM. Kammt halt drauf an wie hoch die Ansprüche an den
» Klirrfaktor sind.

Ja, über die Genauigkeit hat Reiner leider nichts gesagt.
Für eine PWM braucht man ja noch ein Tiefpassfilter.
Vier Stück davon mit genau gleicher Grenzfrequenz aufzubauen,
ist nicht so einfach.
Da ergeben sich schnell mal ein paar Grad Abweichung beim
Phasengang. Deswegen hatte ich das nicht vorgeschlagen.

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
05.11.2016,
10:03
(editiert von Sel
am 05.11.2016 um 10:06)


@ Altgeselle

Sinus Phasenverschiebung

Zum Probieren und Testen geht sicher erst mal Chinaware:
http://www.ebay.de/sch/i.html?_odkw=252077636213&_sop=15&_osacat=0&_from=R40&_trksid=p2045573.m570.l1313.TR12.TRC2.A0.H0.Xad9959.TRS0&_nkw=ad9959&_sacat=0

Gibts mit und ohne LCD-Anzeige als Baustein. Wer die Software beherrscht und mit solchen Schaltungen sich intensiv beschäftigt, findet hier bestimmt eine Lösung.

LG Sel

Reiner

E-Mail

05.11.2016,
13:30

@ Hartwig

Sinus Phasenverschiebung

Hallo,
vielen Dank für eure Antworten. Der AD 9959 scheint die beste Lösung zu sein. Sel hat hier einen Link dazu gegeben. Soweit ich die Beschreibung verstanden habe, liefert die Platine vier analoge Ausgänge mit frei einstellbarem Phasenwinkel. Ist das soweit richtig? Was ich noch nicht so ganz verstanden habe, wie regele ich die Schaltung. In der Beschreibung steht etwas von „Schaltern“ rauf, runter, vor , zurück. Werden damit die vier Kanäle geregelt, oder gibt es eine Möglichkeit über eine Software über den PC zu steuern? Hat hier jemand Erfahrung?

Viele Grüße

Reiner

Sel(R)

E-Mail

Radebeul,
05.11.2016,
14:29
(editiert von Sel
am 05.11.2016 um 14:40)


@ Reiner

Sinus Phasenverschiebung

» wie regele ich die Schaltung. In der Beschreibung
» steht etwas von „Schaltern“ rauf, runter, vor , zurück. Werden damit die
» vier Kanäle geregelt, oder gibt es eine Möglichkeit über eine Software über
» den PC zu steuern? Hat hier jemand Erfahrung?

In der Beschreibung steht was von mitgelieferter Software. Da aber auf den LCD chinesisches Schriftwerk ist, bin ich mir nicht sicher was da für Software dabei ist. Und eine Beschreibung für die Software wird sicher nicht vorhanden sein. Kannst also nur auf Applicationen des Herstellers vom AD9959 zurückgreifen und versuchen dir ein Bild zu machen.
www.analog.com/media/en/technical.../data.../AD9959.pdf (Datenblatt)
http://www.analog.com/en/design-center/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/eval-ad9959.html#eb-overview (Software)

Sicher lohnt eine Anfrage im Forum ebenfalls. Hier sind die Experten. Natürlich nicht ich, ich habe nur nach dem Link gesucht.

LG Sel

Hartwig(R)

05.11.2016,
16:35

@ Reiner

Sinus Phasenverschiebung

Hallo,
sicher geht es mit der Lösung.
Mir fiel nur gerade auf - Du sprachst von 90° verschobenen Phasen. Das geht natürlich auch so:

1) Ursprungssignal, also "0°"
2) Signal 1) 90° phasenverschoben, also "90°"
3) Signal 1) invertiert, also "180°"
4) Signal 2) invertiert, also "270°"

Aber selbst hier würde ich das phasenverschobene Signal digital erzeugen. nur würde ein zweikanaliger Generator mit zwei zusätzlichen invertierenden OPs reichen.

Grüße
Hartwig

xy(R)

E-Mail

05.11.2016,
17:52

@ Hartwig

Sinus Phasenverschiebung

» Mir fiel nur gerade auf - Du sprachst von 90° verschobenen Phasen

"Jeweils um 45°verschoben."