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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik verzerrter Sinus


Autor: Martin Sche (Gast)
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Hallo Leute!

Ich hab das PWM Signal eines Umrichters durch einen Tiefpass gefilter 
und erhalte, wie gewünscht, einen recht schönen Sinus am Ausgang. 
Aufgabe ist es, ein Rechtecksignal daraus zugewinnen.

Wenn ich aber diese Signal auf einen Komparator(Lm393) mit Hysterese 
lege, wird der negative Teil des Sinus fast weggeschnitten (nicht ganz, 
leicht ist noch die abgeschwächte negative Kurve des Sinus zu sehen).
Der Komparator funktioniert dann auch nicht mehr richtig.
Die Schaltung des nichtinvertierenden Schmitt-Triggers (=Komparator mit 
Hysterese) kann man auf Wikipedia nachlesen: 
http://de.wikipedia.org/wiki/Schmitt-Trigger

Kann es sein, dass der Eingangwiderstand des Schmitt-Triggers zu  gering 
ist? Glaub das irgendwie nicht. Und warum wird genau die negative 
Halbwelle verzerrt?
Was ich gemacht habe ist, den Komparator umzupolen (vertausche 
invertierenden mit nichtinvertierenden Eingang), dann klaapt die Sache 
wieder. Sinus ist zwar immer noch verzerrt, aber jetzt betrachtet der 
Komparator den positiven Halbwelle, die ja soweit in Ordnung ist.

Kennt ihr solche Probleme?

Autor: MaWin (Gast)
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Kann es sein, daß du über die Versorgungsspannung deines Komparators nie 
nachgedacht hast, und nie im Datenblatt den common mode input range 
betrachtet hast?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> das PWM Signal eines Umrichters durch einen Tiefpass gefilter
> und erhalte, wie gewünscht, einen recht schönen Sinus am Ausgang.
> Aufgabe ist es, ein Rechtecksignal daraus zugewinnen.
Warum nimmst du nicht gleich das PWM-Signal?
Das sollte doch schön rechteckig sein...

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Martin,

solcherlei Fragen sind nicht beantwortbar, wenn du nicht einen 
detailierten Schaltplan beifügst. Wie sollen wir den wissen, was du da 
genau machst?

Rate mal mit Rosenthal...

Kai Klaas

Autor: Martin Sche (Gast)
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Hallo!
Ich gebe zu das wohl etwas an Information gefehlt hat. Hier also 
nochmal:

Mein Umrichter liefert ein PWM-Signal, das in der Induktivität des 
Motors ein Sinussignal erzeugt.
Damit ich diese Sinussignal auch außerhalb des Motors zu Gesicht 
bekommen, benötige ich einen Tiefpass.Wobei R=1k und C=1uF.
Mein Ziel ist es, aus diesem Sinus nun ein Rechtecksignal (natürlich 
selber Frequenz, also einfach das PWM nehmen oder so, klappt hier 
nicht)zu bekommen.
Ich verwende deshalb den Komparator LM393 mit Hysterese um 
Mehrfachauslösung beim Nulldurchgang des Sinus zu verhindern.  (siehe 
Bild im Anhang)
Thoerie ist gut und schön.
Nur:
Wenn ich wie im Bild dagestellt, einen invertierenden Schmitt-Trigger 
verwende, verzerrt sich die negative Halbwelle des Sinus derart, dass 
man fast schon von einem Abschneiden der negativen Halbwelle reden kann. 
Dabei kommt auch nur noch Müll am Ausgang des Schmitt-Triggers raus.
Ich habe jetzt etwas rumprobiert und folgendes rausgefunden:
Verwende ich einen nichtinvertierenden Schmitt-Trigger, passt alles. 
Nichts wird verzerrt. Aber warum?
Noch ne Anmerkung zum Bild:
Im Bild ist von einem Jumper die Rede: Das ist nur eine Stiftleiste über 
die ich das Sinussignal vom Tiefpass einspeise.
Ich hoffe die Sache ist jetzt klarer geworde.
Vielen Dank!

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Wenn das ein Nulldurchgangsdetektor sein soll, wenn also dein Sinus ein 
AC-Signal ist mit DC=0V, dann muß der Komparator auch negative 
Eingangsspannungen können. Dazu brauchst du eine negative 
Versorgungspannung an Pin4 vom LM393.

Wie sieht denn dein Signal genau aus (Amplitude, überlagerter DC-Level, 
Frequenz)?

Kai Klaas

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Martin Sche schrieb:
> Hallo!
> Im Bild ist von einem Jumper die Rede: Das ist nur eine Stiftleiste über
> die ich das Sinussignal vom Tiefpass einspeise.


Schalt mal einen Widerstand z.b. 10 k vor den Pin 6 und Du solltest dann 
keinen abgeschnittenen Signalanteil mehr haben.

Der Grund sollte nun klar sein.

Autor: Martin Sche (Gast)
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>Schalt mal einen Widerstand z.b. 10 k vor den Pin 6 und Du solltest dann
>keinen abgeschnittenen Signalanteil mehr haben.

Das hab ich schon probiert und ja ich hab dan nach dem Tiefpass kein 
angeschnittenes Signal mehr. Aber nach diesem Widerstand dann schon 
wieder und der Schmitt-Trigger mach dann immer noch Mist.

>Der Grund sollte nun klar sein.
Inwiefern? Steh ich aufn Schlauch?




>Dazu brauchst du eine negative Versorgungspannung an Pin4 vom LM393.

Ist das wirklich der Grund für die Verzerrung? Leider steht mit keine 
negative Versorgungspannungs zu Verfügung.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Nochmals:

Wie sieht denn dein Signal genau aus (Amplitude, überlagerter DC-Level,
Frequenz)?

Kai Klaas

Autor: Martin Sche (Gast)
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Ah sorry, habs vergessen:
Das Sinussignal bewegt sich zwischen 0Hz und 210Hz die Amplitude zischen 
0V und etwa 20 Volt (nach dem Tiefpass, also gedämpft). Oftset gibt es 
keinen

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Das Sinussignal bewegt sich zwischen 0Hz und 210Hz die Amplitude zischen
>0V und etwa 20 Volt (nach dem Tiefpass, also gedämpft). Oftset gibt es
>keinen.

Sind es 0V +/-10V, 0V +/-20V oder 10V +/-10V?

Kai Klaas

Autor: Martin Sche (Gast)
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Das Signal hat keine Offset, also +/-20V

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Geht die Frequenz wirklich bis auf 0Hz runter?

Kai Klaas

Autor: Martin Sche (Gast)
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ja naja... das ist so der Grenzwert. Wenn sich der Rotor nicht dreht, 
wird der Umrichter wohl ne Gleichspannung anlegen um den Rotor zu 
halten. also genau 0 Hz wohl eher nicht

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Ich frage, wegen einer möglichen AC-Einkopplung des Signals mittels 
Kondensator. Wenn das wirklich 0Hz sind, geht das natürlich nicht.

Kai Klaas

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Das Signal hat keine Offset, also +/-20V

Mit dieser Aussage sollte die Vererrung klar sein.

Der OPV verträgt nur soviel Spannung an seinen Pin(s), wie er 
Betriebsspannung hat.

Also in deinem Fall zwischen NULL und Vcc.

Autor: Martin Sche (Gast)
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Ah alles klar! Das war genau die richtige Aussage!
Habs probiert und es ist wahr, dass wenn ich den Komparator mit +/-15V 
betreibe, keine Verzerrung des Sinus stattfindet.
Nur leider steht mir keine +/-15V zur Verfügung,sondern nur +5V.
Ich werde jetzt wohl den nichtinvertierenden Schmitt-Trigger verwenden, 
damits klappts.


Vielen Dank! Habt mir echt weitergeholfen!

Autor: Gast (Gast)
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Wie waere es mit einem einfachen Spannungsteiler am Eingang?

Gast

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Martin,

>Ich werde jetzt wohl den nichtinvertierenden Schmitt-Trigger verwenden,
>damits klappts.

Naja, ganz so einfach ist es dann doch nicht. Auch bei einem 
nichtinvertierenden Schmitt-Trigger darf die Eingansgspannung des LM393 
nicht unter 0V fallen, genauer -0,3V.

Zeig mal genau, was du mit nichtinvertierendem Schmitt-Trigger meinst.

Kai Klaas

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