Forum

Hi!

Ich bin gerade dabei ein Referat zu schreiben und keiner kann mir sagen wie ich beschreiben kann, was ein Multiplizierer in einer Dehnmessschaltung nach dem Trägerfrequenzprinzip macht.
Was bringt es, U0 mit Ux zu addieren?

Ich hab noch ein Bild angehängt.

Danke im Voraus!
lg benjamin

» Hi!
»
» Ich bin gerade dabei ein Referat zu schreiben und keiner kann mir sagen
» wie ich beschreiben kann, was ein Multiplizierer in einer
» Dehnmessschaltung nach dem Trägerfrequenzprinzip macht.
» Was bringt es, U0 mit Ux zu addieren?
»
» Ich hab noch ein Bild angehängt.
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» Danke im Voraus!
» lg benjamin
»
»

Hallo,
Ux und U0 werden nicht addiert, sondern multipliziert.
Da die beiden Sinusspannungen in Phase sind, entsteht
eine Sinus-Quadrat-Wechelspannung.
Diese hat einen Gleichanteil, weil sie nur oberhalb
der X-Achse verläuft.
Der Wechselspannungsanteil wird über das Tiefpassfilter
herausgefiltert, so das der Gleichanteil als Nutzsignal
übrig bleibt.
Der Vorteil ist, dass Störpannungen, welche nicht in
Phase mit der Wchselspannung sind, keinen Gleichanteil
erzeugen und somit durch den Tiefpass herausgefiltert
werden.
Dieses Schaltungsprinzip wird häufig angewendet, wenn
man sehr kleine Spannungen vertärken will.
Schau' doch mal in einem Mathe-Buch unter "Winkelfunktion"
und "Multiplikation von Sinusfunktionen" nach. Dann
kannst Du das Funktionsprinzip nachvollziehen (ein paar
Formeln machen sich in einem Refarat ganz gut).
Grüße
Altgeselle

Hallo,

» Der Vorteil ist, dass Störpannungen, welche nicht in
» Phase mit der Wchselspannung sind, keinen Gleichanteil
» erzeugen und somit durch den Tiefpass herausgefiltert
» werden.

Nicht ganz. Es werden nur Störspanungen unterdrückt, deren Frequenzanteile genügend weit von der Trägerfrequenz entfernt sind. das sind vor allem die Offsetspannung des Verstärkers und evtl. Netzeinstreuungen. Ist der Abstand zur Trägerfrequenz kleiner als die Grenzfrequenz des Tiefpasses, wird auch der Meßwert entsprechend unstabil.

» Dieses Schaltungsprinzip wird häufig angewendet, wenn
» man sehr kleine Spannungen vertärken will.
» Schau' doch mal in einem Mathe-Buch unter "Winkelfunktion"
» und "Multiplikation von Sinusfunktionen" nach. Dann
» kannst Du das Funktionsprinzip nachvollziehen (ein paar
» Formeln machen sich in einem Refarat ganz gut).

Das Ganze findet sich auch unter dem Namen Synchrondemodulator oder Synchrongleichrichter. Meistens verwendet man auch keinen teuren echten Multiplizierer sondern Analogschalter, die mit einer Rechteckspannung geschaltet werden und die Polarität des Meßsignales umschalten. Mathematisch gesehen ist das dann eine Multiplikation mit einer Rechteckspannung. Da der Tiefpass die Oberwellen ausfiltert, ist das Ergebnis das Gleiche.

Jörg

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» » wie ich beschreiben kann, was ein Multiplizierer in einer
» » Dehnmessschaltung nach dem Trägerfrequenzprinzip macht.
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» » lg benjamin
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» Hallo,
» Ux und U0 werden nicht addiert, sondern multipliziert.
» Da die beiden Sinusspannungen in Phase sind, entsteht
» eine Sinus-Quadrat-Wechelspannung.
» Diese hat einen Gleichanteil, weil sie nur oberhalb
» der X-Achse verläuft.
» Der Wechselspannungsanteil wird über das Tiefpassfilter
» herausgefiltert, so das der Gleichanteil als Nutzsignal
» übrig bleibt.
» Der Vorteil ist, dass Störpannungen, welche nicht in
» Phase mit der Wchselspannung sind, keinen Gleichanteil
» erzeugen und somit durch den Tiefpass herausgefiltert
» werden.
» Dieses Schaltungsprinzip wird häufig angewendet, wenn
» man sehr kleine Spannungen vertärken will.
» Schau' doch mal in einem Mathe-Buch unter "Winkelfunktion"
» und "Multiplikation von Sinusfunktionen" nach. Dann
» kannst Du das Funktionsprinzip nachvollziehen (ein paar
» Formeln machen sich in einem Refarat ganz gut).
» Grüße
» Altgeselle

Hi!

Danke mal für die schnelle Antwort!
Hab das ganze jetzt so allgemein für den Multiplizierer formuliert:

c=a*b = sin(&#945 * sin(&#946

Bei direkter Messung kleiner Differenzfrequenzen kann wirtschaftlich keine ausreichende Genauigkeit erzielt werden.
-> Daher werden sie durch Mischung ermittelt.


Klingt das sinnvoll? Ich blick bei den Formeln noch nicht ganz durch wo sich da jetzt was quadriert*kopfkratz*

lg benjamin

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» » eine Sinus-Quadrat-Wechelspannung.
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» » der X-Achse verläuft.
» » Der Wechselspannungsanteil wird über das Tiefpassfilter
» » herausgefiltert, so das der Gleichanteil als Nutzsignal
» » übrig bleibt.
» » Der Vorteil ist, dass Störpannungen, welche nicht in
» » Phase mit der Wchselspannung sind, keinen Gleichanteil
» » erzeugen und somit durch den Tiefpass herausgefiltert
» » werden.
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» » und "Multiplikation von Sinusfunktionen" nach. Dann
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» Hab das ganze jetzt so allgemein für den Multiplizierer formuliert:
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» c=a*b = sin(&#945 * sin(&#946
»
» Bei direkter Messung kleiner Differenzfrequenzen kann wirtschaftlich keine
» ausreichende Genauigkeit erzielt werden.
» -> Daher werden sie durch Mischung ermittelt.
»
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» Klingt das sinnvoll? Ich blick bei den Formeln noch nicht ganz durch wo
» sich da jetzt was quadriert*kopfkratz*
»
» lg benjamin

Oh, die Formel hat er net so ganz genommen, das soll sin(alpha)*sin(beta) heißen.

lg

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» » » Da die beiden Sinusspannungen in Phase sind, entsteht
» » » eine Sinus-Quadrat-Wechelspannung.
» » » Diese hat einen Gleichanteil, weil sie nur oberhalb
» » » der X-Achse verläuft.
» » » Der Wechselspannungsanteil wird über das Tiefpassfilter
» » » herausgefiltert, so das der Gleichanteil als Nutzsignal
» » » übrig bleibt.
» » » Der Vorteil ist, dass Störpannungen, welche nicht in
» » » Phase mit der Wchselspannung sind, keinen Gleichanteil
» » » erzeugen und somit durch den Tiefpass herausgefiltert
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» » » und "Multiplikation von Sinusfunktionen" nach. Dann
» » » kannst Du das Funktionsprinzip nachvollziehen (ein paar
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» » c=a*b = sin(&#945 * sin(&#946
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» » Bei direkter Messung kleiner Differenzfrequenzen kann wirtschaftlich
» keine
» » ausreichende Genauigkeit erzielt werden.
» » -> Daher werden sie durch Mischung ermittelt.
Das würde ich so nicht sagen...
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» » Klingt das sinnvoll? Ich blick bei den Formeln noch nicht ganz durch wo
» » sich da jetzt was quadriert*kopfkratz*
» »
» » lg benjamin
»
» Oh, die Formel hat er net so ganz genommen, das soll sin(alpha)*sin(beta)
» heißen.
»
» lg
OK,
schau doch mal bei Wikipedia unter "Schwebung, Mathematische
Beschreibung" nach. Da ist die Multiplikation dargestellt,
wobei unterschiedliche Frequenzen benutzt wurden.
Die resultiernde Schwingung hat keinen Gleichanteil.
Nach dem Tiefpass wäre die resultiernde Spannung 0.
Wenn man nun gleiche Frequenzen benutzt, also f1=f2 oder
auch alfa=beta setzt, dann kommt eine Schwingung mit
Gleichanteil heraus.
Nach dem Tiefpass entsteht eine Gleichspannung, welche
das Nutzsignals darstellt.
Wegen dieser Eigenschaft wird die Schaltung benutzt.
Als Trägerfrequenz wird häufig 5KHz benutzt.
Grüße
Altgeselle

» » » » » Hi!
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» » » » eine Sinus-Quadrat-Wechelspannung.
» » » » Diese hat einen Gleichanteil, weil sie nur oberhalb
» » » » der X-Achse verläuft.
» » » » Der Wechselspannungsanteil wird über das Tiefpassfilter
» » » » herausgefiltert, so das der Gleichanteil als Nutzsignal
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» » » » Phase mit der Wchselspannung sind, keinen Gleichanteil
» » » » erzeugen und somit durch den Tiefpass herausgefiltert
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» » » » Dieses Schaltungsprinzip wird häufig angewendet, wenn
» » » » man sehr kleine Spannungen vertärken will.
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» » » c=a*b = sin(&#945 * sin(&#946
» » »
» » » Bei direkter Messung kleiner Differenzfrequenzen kann wirtschaftlich
» » keine
» » » ausreichende Genauigkeit erzielt werden.
» » » -> Daher werden sie durch Mischung ermittelt.
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» wo
» » » sich da jetzt was quadriert*kopfkratz*
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» » » lg benjamin
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» » Oh, die Formel hat er net so ganz genommen, das soll
» sin(alpha)*sin(beta)
» » heißen.
» »
» » lg
» OK,
» schau doch mal bei Wikipedia unter "Schwebung, Mathematische
» Beschreibung" nach. Da ist die Multiplikation dargestellt,
» wobei unterschiedliche Frequenzen benutzt wurden.
» Die resultiernde Schwingung hat keinen Gleichanteil.
» Nach dem Tiefpass wäre die resultiernde Spannung 0.
» Wenn man nun gleiche Frequenzen benutzt, also f1=f2 oder
» auch alfa=beta setzt, dann kommt eine Schwingung mit
» Gleichanteil heraus.
» Nach dem Tiefpass entsteht eine Gleichspannung, welche
» das Nutzsignals darstellt.
» Wegen dieser Eigenschaft wird die Schaltung benutzt.
» Als Trägerfrequenz wird häufig 5KHz benutzt.
» Grüße
» Altgeselle
Hi again,
woran erkennst du, dass die resultierende Schwingung keinen Gleichanteil hat? Das kommt doch drauf an wie der Tiefpass filtert oder? Ich steh am Schlauch, sry...

lg benjamin

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» » » » » eine Sinus-Quadrat-Wechelspannung.
» » » » » Diese hat einen Gleichanteil, weil sie nur oberhalb
» » » » » der X-Achse verläuft.
» » » » » Der Wechselspannungsanteil wird über das Tiefpassfilter
» » » » » herausgefiltert, so das der Gleichanteil als Nutzsignal
» » » » » übrig bleibt.
» » » » » Der Vorteil ist, dass Störpannungen, welche nicht in
» » » » » Phase mit der Wchselspannung sind, keinen Gleichanteil
» » » » » erzeugen und somit durch den Tiefpass herausgefiltert
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» » » » » man sehr kleine Spannungen vertärken will.
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» » » » Bei direkter Messung kleiner Differenzfrequenzen kann
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» » sin(alpha)*sin(beta)
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» » Beschreibung" nach. Da ist die Multiplikation dargestellt,
» » wobei unterschiedliche Frequenzen benutzt wurden.
» » Die resultiernde Schwingung hat keinen Gleichanteil.
» » Nach dem Tiefpass wäre die resultiernde Spannung 0.
» » Wenn man nun gleiche Frequenzen benutzt, also f1=f2 oder
» » auch alfa=beta setzt, dann kommt eine Schwingung mit
» » Gleichanteil heraus.
» » Nach dem Tiefpass entsteht eine Gleichspannung, welche
» » das Nutzsignals darstellt.
» » Wegen dieser Eigenschaft wird die Schaltung benutzt.
» » Als Trägerfrequenz wird häufig 5KHz benutzt.
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» woran erkennst du, dass die resultierende Schwingung keinen Gleichanteil
» hat? Das kommt doch drauf an wie der Tiefpass filtert oder? Ich steh am
» Schlauch, sry...
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» lg benjamin

Hallo,
eine Schwingung hat dann keinen Gleichanteil, wenn die
Flächen oberhalb der X-Achse genau so groß sind wie
die Flächen unterhalb der X-Achse (jeweils gerechnet pro
Periode). Das ist bei Sinus-Schwingungen der Fall.
Bei Sinus-Quadrat-Schwingungen verläuft die Kurve nur
oberhalb der X-Achse; somit ist ein Gleichanteil vorhanden.
Eventuell hilft es, sich in EXCEL mal Sinus- und SinusQuadrat-Schwingungen
in ein Diagramm zu zeichnen.
Oder die Schaltung mal in LT-Spice simulieren...
Grüße
Altgeselle