Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Phasenverschiebung auswerten


von Vladi (Gast)


Lesenswert?

Hi, Ich versuche gerade auch zwei analoge signale auf ihre 
Phasenverschiebung zu analysieren. Ich habe zwei Antennen die auf 60Khz 
abgestimmt sind und möchte jetzt zwichen ihnen die Phasenverschiebung 
analysieren. Die Phase kann ich schon mit Allpass schieben. Jetzt möchte 
ich das mir 2 FlipFlops die Phasenverschiebung auswerten. Ich meine wenn 
die Phase zwischen beiden Signalen 0 ist dann soll eine LED blinken.
Weiß nicht genau wie ich das machen soll. Mein Ansatz war die analoge 
Signale zu digitalisieren mit Schmitt_trigger und Buffer dann die 
Signale  auf die JK-FFs und nach den FFs auf ein AND. Das die Theorie. 
In der Simulation geht das noch nicht. Kann sein mein Ansatz ist falsch. 
Hat einer von euch eine Idee wie ich das noch machen kann.
Danke Danke

von Jobst M. (jobstens-de)


Lesenswert?

Schau mal hier:

http://de.wikipedia.org/wiki/Phasendetektor

Wenn Du die beiden Ausgänge ver-XOR-st, bekommst Du ein Signal, daß bei 
keiner Phasenverschiebung ständig auf L-Pegel bleibt.


Gruß

Jobst

von Ralph B. (rberres)


Lesenswert?

Digitale Lösungen haben immer eine Totzone, welches die Auflösung 
bestimmt.
Besser geht es mit einen analogen Mischer.

Ralph Berres

von Vladi (Gast)


Lesenswert?

Danke euch. Analog kann ich nicht mischen, da die Signale zu empfindlich 
sind. Ich bekomme sie von 2 Antennen von einem System für 
Ladendiebsatlsicherung. Dann kann ich auch nicht die Frequenz 
beeinflussen weil sonst die Antenne die Targs nicht mehr erkennt. Ich 
habe schon zu sehr die Tranceiver-Schaltung umgebaut und befürchte, das 
meine Signale zu schwach sein werden. Immer nur verstärken geht 
natürlich auch nicht. Antennen empfangen leider alles das gesamte Weiße 
Paket und das ist Noise und macht Fehler im System. Mehr Power in die 
Antenne kann ich auch nicht pumpen, da ich an DIN-N gebunden bin. Ich 
habe diese Phasenverschiebungs-detektion mir RS-FF probiert. Es 
funktioniert, aber das Problem ist. Ich bekomme die Signale nie 100% 
Phasengleich und habe immer an den Ausgang von AND immer Nadelimpulse, 
die leider auch die LED zum leichten bringen. Die Impulse Filter, zu 
aufwendig. Gut, Werde beide Vorschlege mal in NI Multisim simulieren und 
dann wissen wir mehr.

Noch eine Frage, was kann man eignetlich gegen Noise bei Antennen 
machen. JA Filter kenne ich schon. Aber es muss doch auch etwas anderes 
geben. Problem mit Filtern sie haben eine große Dempfung und meine 
Signale die ich direkt an der Antenne messe sind 1Vpp. Ich suche einen 
kleinen passieven Filter den ich mit einer Trimm-Induktivität auf die 
Resonanz der Antenne einstellen kann. Oder so etwas in der Art.
Möglich sind auch LOW-Noise AMPs oder andere ICs. Mann muss doch so ein 
System noch besser bauen können. So das die Entfernung zwischen 
Tranceiver und Receiver vergrößert werden kann.

Okay genug blabla.

Danke noch mal für die schnelle Antwort. Werde mich mal revangieren.

von Vladi (Gast)


Lesenswert?

Ich noch mal, kann die Wiki Seite hier nicht öffnen,bin in China und sie 
haben so ihrer Probleme mit paar Seiten hier. Das Wiki nicht geht ist 
erstaunlich, aber kann grad nichts an der Situation ändern. Könnt Ihr 
mir die Schaltung von der Wiki-Seite hier reinstellen?

Danke

von Jobst M. (jobstens-de)



Lesenswert?

Copy/Paste aus Wikipedia:

Ein Phasendetektor oder Phasenvergleicher ist eine Schaltung, die die 
Phasen einer Schwingung mit einer in der Phase definierten 
Referenzschwingung vergleicht und im Falle einer Phasenmodulation die 
Phasendifferenz als Signal ausgibt. Ein Phasendetektor wird auch in der 
Phase-locked loop Schaltung benötigt.

Phasenvergleicher können analog oder digital ausgeführt sein. Digitale 
Phasenvergleicher sind z. B. XOR-Gatter. Am Ausgang entsteht eine 
Pulsspannung, deren Tastverhältnis und damit der arithmetische 
Mittelwert sich mit der Phasenverschiebung der beiden Eingangsspannungen 
Ux und Us ändern.

Phasendetektoren können auch mit Flipflops realisiert werden (siehe 
Prinzipschema). Der Vorteil gegenüber der Lösung mit dem XOR Gatter ist, 
dass man aufgrund der zwei Ausgänge (P und N) auch sagen kann, wessen 
Flanke zuerst das Flipflop geschaltet hat.


Bild: Prinzipschema eines Phasendetektors mit 2 Flipflops und AND-Gatter

von Andi A. (redled)


Lesenswert?

Danke für die Schaltung Jobst M.

Ich habe die Schaltung simuliert und sie funktioniert schon sehr gut. 
Leider zu gut für mich. Ich habe zwei analoge Signale(sinus)und kann die 
Phase zwischen den Signalen schieben und die Amplitude auch. So das ich 
dann die Signale gleich bekommen. Wenn die Signale gleich sind wird mir 
das durch eine
LED angezeigt. Problem nur der Phasendetektor detektiert die kleinste 
Phasenverschiebung. Das zu genau.Er müsste auch signale die so um 5 grad 
verschoben sind, also akzeptieren und mir das nicht anzeigen. Jetzt ist 
so das ich gerade nur eine Position der Potis habe die er als 
Phasengleich akzeptiert. Weiß nicht wie ich das sonst sagen soll. Für 
den Bentzer ist das dann zu aufwendig an 4 Potis 10 minuten lang 
rumszuschpielen, haha

Ha und ich überlege wie ich eine Regelung bauen kann, die mir die 
kleinen Phasenverschiebnungen und Amlituden Unterschiede regelt ohne das 
ich an 4 Potis drehen muss. Hat einer von euch ne Idee, wie ich so eine 
Regelung realisieren könnte. Die Pll ist mir zu aufwendig. Müsste etwas 
einfacheres sein.

von Tip (Gast)


Lesenswert?

alex heidt schrieb:
> Wenn die Signale gleich sind wird mir das durch eine
> LED angezeigt. Problem nur der Phasendetektor detektiert die kleinste
> Phasenverschiebung.

Gleichheit gibt es bei Analogsignalen, genauso wie bei echten 
Floatingpoint-Zahlen, nicht. Du wirst nicht umhin komme, einen Bereich 
festzulegen, in dem du die Signal als hinreichend genau gleich 
bezeichnest. Wenn du mit deinem Phasenpuls ein Monoflop triggerst und am 
Ende des Monoflop Pulses prüfst, ob dein Phasenpuls noch ansteht, kannst 
du damit unterschiedlich lange Pulse diskriminieren. Über die Länge des 
Monofloppulses kannst du dann deine Empfindlichkeit (=erforderlichen 
Gleichheitsgrad) einstellen.

von Andi A. (redled)


Lesenswert?

Danke für eure Beiträge, den letzten Beitrg habe ich noch nicht ganz 
verstanden. Habe die Schaltung oben simuliert und bekomme leider kein 
Ergebnis. Kann sein meine Simulation ist nicht richtig. Habe mir Heute 
mal selber was überlegt.

Ich habe zwei D-FF genommen und sie als Frequenzteiler verschaltet, dann 
lege ich den invertierten Ausgang und dein nicht invertierten Ausgang 
auch ein XOR. Wenn jetzt die Phasenverschiebnung null ist bekomme ich am 
Ausgang null und wenn die Verschiebnung nicht null ist blinckt meine 
LED. Leider zu genau. Das bedeutet ich muss sehr genau die Signale in 
Phase bringen damit ich das nutzen kann. In der Praxis wird das wohl 
kaum möglich sein.

Wie kann ich also jetzt einen Bereich festlegen in dem ich noch eine 
Phasenverschiebnung haben kann?
Ja und hat einer von euch eine Idee wie ich so eine Regelung realisieren 
kann.

Danke führ für eure Unterstützung

Alex

von Tip (Gast)


Lesenswert?

Die Sache mit dem Monoflop:

1.kurzer
Phasenpuls   ____|-|___________

Monoflo      ____|----|________
                      ^
Hier Zustand ---------^
vom Phasenpuls übernehmen

Ausgang      ________________ LED Aus

2.langer
Phasenpuls   ____|-----|_______

Monoflop     ____|----|________
                      ^
Hier Zustand ---------^
vom Phasenpuls übernehmen

Ausgang      _________|--------  LED an

von Wolfgang Horn (Gast)


Lesenswert?

Vladi schrieb:
> Ich habe zwei Antennen die auf 60Khz
> abgestimmt sind und möchte jetzt zwichen ihnen die Phasenverschiebung
> analysieren.

Hi, Vladi,

probier doch mal:
1. Messsender, die beiden Antennen, hinter den beiden Antennen einen 
Diodenumschalter, danach einen Empfänger, an der ZF eine PLL.
2. Statt des Diodenumschalters geht auch ein Relais, wenn es schneller 
umschaltet, als die AGC reagiert.
3. Miss den Phasensprung infolge des Umschaltens.

Noch präziser wäre ein Messaufbau mit einem Messender, dessen Amplitude 
und Phase Du steuern kannst (z.B. AD9852).
Synchronisiere die Umschaltung zwischen den Antennen mit der Amplituden- 
und Phasenmodulation.
Regle die Modulationen so, dass Du am Empfänger keine Änderungen mehr 
bemerkst.

Vorteil: Weil der Empfänger bei Abgleich ein Dauersignal empfängt, 
bleibt seine Gruppenlaufzeit konstant. (AGC könnte sonst eine 
Phasenverschiebung in der ZF bewirken.)

Ciao
Wolfang Horn

von Andi A. (redled)


Lesenswert?

Die Idee mit den Monoflops ist gut ich versuche sie mal gleich zu 
probieren.
Leider finde ich kein Monoflop in NI Multisim.

Kann ich den Monoflop auch mit FlipFlops realisieren oder besser weiter 
suchen. Wer sucht der findet. Haha

Die Idee mit dem Amega habe ich gestern schon versuchen wollen. Dann 
habe ich mich mit meinem Chef unterhaltuen und er fand die Idee nicht so 
gut.

Ich baue ja nur eine Schaltung um die Antennen besser einstellen zu 
können. Einen µc auf das Receiver Board drauf zu machen nür für das 
tuning ist ihm zu radikal und tu teuer. Was soll man da segan. Ich weiß 
ja noch nicht mal ob diese Lösung dann zu einer besseren performance 
beiträgt.

Also werde ich wohl oder überl diese Einstellung per Hand machen müssen.

Finde nur kein Monoflop haha. Ja aber meine Schaltung funktioniert, nur 
zu gut. Verrückt jetzt habe ich eine Schaltung die auf jede kleine 
Änderung reagiert und suche nach einer Lösung sie träger zu machen.

Wenn ich kein Monoflop in NI finde werde ich einfach ein IC mit 
Monoflops auf ein Steckbrett machen und das auf die altmodische weiße 
probieren.

Danke noch mal für eure Beiträge, baben mir sehr geholfen und ich habe 
viel gelernt. Das Forum ist Top.

Viele Grüße Vladi

von Christian H. (netzwanze) Benutzerseite


Lesenswert?

Vladi Vladi schrieb:
> Wenn ich kein Monoflop in NI finde werde ich einfach ein IC mit
> Monoflops auf ein Steckbrett machen und das auf die altmodische weiße
> probieren.

Solltest Du sowieso machen, auch wenn Du einen Monoflop finden solltest 
(könnte auch monostabile Kippstufe oder Univibrator genannt werden).
Diese Schaltung auf ein Steckbrett zu bauen ist auch nicht so 
kompliziert und hast wirklichkeitsnähere Werte, als in einem Simulator.

von Tip (Gast)


Lesenswert?

Um (zu) kurze Pulse vom Phasendetkor auszufiltern, könnte man auch einen 
Tiefpaß verwenden. Bei kurzen Pulsen würde die Ausgangsspannung des 
Tiefpasses dann nicht die Schwelle der nachfolgenden Anzeige/Auswertung 
überschreiten.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.