HI jungs,
ich habe einen NE555p Oszillator nachgebaut, mit folgender
Zusammensetzung:
http://hilaroad.com/555/ batterie: 9volt
wie bekomme davon den Klirrfaktor? Welche Welle habe ich? Habe kein
Oszilloskop. Ich hab den Effektivwert mit einer Voltcraft gemessen und
bekomme da um die 9.87 bei 200m ? Was heisst das überhaupt.
[MOD: Geschrei aus dem Threadtitel entfernt und Titel nach Relevanz
sortiert]
Der Klirrfaktor dürfte so um die 70% sein ...
Schließlich liefert der 555 ein Rechtecksignal ab und wenn es kein
symmetrisches Tastverhältnis hat, dann ist er sogar noch größer.
Form einer Kurve und seine Fehlerquote schrieb:> Ich hab den Effektivwert mit einer Voltcraft gemessen und> bekomme da um die 9.87 bei 200m ? Was heisst das überhaupt.
DAS wüsste ich auch mal gerne... 9.87 Äpfel auf 200 Meter sind eine
enttäuschende Ernte.
Das Handbuch des Multimeters mal zur Hand zu nehmen wäre aber auch eine
Option...
Ich glaube nicht, dass Du Begriffe wie Klirrfaktor richtig verwendest.
Man kann ja den Luftdruck auch nicht in Ampere messen.
Oder die Größe eines Menschen in Pascal.
Üblicherweise wird der Begriff Klirrfaktor beim Vergleich von Signalen
verwendet.
Aus dem Timer sollte ein rechteckähnliches Signal herauskommen. Die
Qualität, also der Vergleich zu einem idealen Rechteck, hängt von vielen
Faktoren ab. Nicht zuletzt von der Ausgangsbeschaltung, die für einen
555 nicht gerade ideal ist.
Normalerweise wird der Begriff Klirrfaktor in der Analogtechnik
verwendet. Dabei wird ein Ausgangssignal mit einem Eingangssignal
verglichen. Die Differenz dieser Signale ist der Klirrfaktor.
Vielfach wird dabei ein Sinussignal mit möglichst idealer Form
(Klirrfaktor nahe 0%) verwendet, durch die zu untersuchende Anlage
geschickt, und am Ausgang mit dem Eingangssignal verglichen.
Ein Rechtecksignal ist dabei aber denkbar ungeeignet.
Noch was: Ein ideales Rechtecksignal wird von einem Lautsprecher extrem
stark, in Richtung eines angenehmeren Signals, verzerrt. So geht einiges
von dem ursprünglich unangenehmen Klang "verloren".
Jedenfalls wird der Klirrfaktor so hoch sein, wie ihn der Lautsprecher
maximal wiedergeben kann, also mit allen Oberwellen aus dem Rechteck,
die er zu Übertragen imstande ist.
MfG
Form einer Kurve und seine Fehlerquote schrieb:> vielleicht habe ich zum ersten mal etwas mit Elektronik zu tun? Deine> negative Einstellung hilft keinem weiter!
Komm runter!
Warum zum Teufel bringst du den 555 in Zusammenhang mit einem
Klirrfaktor?
Woher hast du das?
Form einer Kurve und seine Fehlerquote schrieb:> vielleicht habe ich zum ersten mal etwas mit Elektronik zu tun?
Vielleischt solltest du dann einfach nur beschreiben, WAS du WARUM
machen willst.
> Deine negative Einstellung hilft keinem weiter!
Ich sehe keine negative Einstellung.
Form einer Kurve und seine Fehlerquote schrieb:> Wie bist du auf den Wert gekommen?
Ein Klirrfaktor ist der Anteil der Oberwellen, die eine sinusförmige
Schwingung überlagern. Und bei einem symmetrischen Rechtecksignal sind
das etwa 70%. Bei einem unsymmetrischen Rechtecksignal wird der anteil
der Oberwellen immer größer.
Weil ein Klirrfaktor also für eine Sinusschwingung definiert ist, ist
die Frage im Zusammenhang mit einem Rechtecksignalgenerator irrelevant
wie das Alter in der Frage: Wie schnell darf ein Zug mit einem
35jährigen Lokführer fahren?
Form einer Kurve und seine Fehlerquote schrieb:> wie bekomme davon den Klirrfaktor? Welche Welle habe ich? Habe kein> Oszilloskop. Ich hab den Effektivwert mit einer Voltcraft gemessen und> bekomme da um die 9.87 bei 200m ? Was heisst das überhaupt.
Wow. Du hast noch einen weiten Weg vor dir. Und wenn ich diesen Post mit
einem früheren von dir vergleiche, bin ich mir nicht mal sicher, ob du
in der richtigen Richtung gehst ...
Lern Grundlagen. Z.B. den Unterschied zwischen Schwingung und Welle.
Welche Bedeutung die Worte Effektivwert und Klirrfaktor haben. Was
das "200m" auf deinem Meßgerät bedeutet (Tip: es sind nicht 200
Meter). Oder noch einfacher: korrekte Interpunktion.
Zum Ende noch ein gut gemeinter Rat: wenn du schon im Betreff BRÜLLST
oder sinnfreie Floskeln wie "Hilfe sehr wichtig!" verwendest, wirkst du
unglaublich prollig.
HildeK schrieb:> Der Klirrfaktor dürfte so um die 70% sein ...
Nö.
Wobei: man muss unterscheiden, nach welcher Methode man den Klirr
bestimmt. Messe ich von der Grundwelle ausgehend den k2, k3 ..... kX?
Konnte ich mangels geeigneter Messmittel leider nie machen.
Oder misst man die THD (was nach meiner Meinung die "ehrlichere" und
"üblichere" Aussage ist)? Das konnte ich sehr wohl mit 3 verschiedenen
professionellen Messbrücken; die THD eines IDEALEN Rechtecks beträgt
33,33%.
Hinter diesen 33,33% vermute ich etwas mathematisch versus idealem Sinus
herleitbares. Aber Plutimikation ist nicht mein Ding, und wird es auch
nicht mehr werden.
Gruß Achim.
BobDylan schrieb:> Nö.>> Wobei: man muss unterscheiden, nach welcher Methode man den Klirr> bestimmt. Messe ich von der Grundwelle ausgehend den k2, k3 ..... kX?> Konnte ich mangels geeigneter Messmittel leider nie machen.
Ich hatte die Anteile der Oberwellen (1/3 + 1/5+ 1/7) grob gerechnet.
Wenn man weitere berücksichtigt, geht es sogar auf über 100%.
Kann sein, dass man es so nicht machen sollte. Aber ich wollte den TO
ein wenig erschrecken, vielleicht merkt er es selber, dass
Rechtecksignale (möglicherweise sogar mit unsymmetrischem
Tastverhältnis) und Klirrbetrachtungen nicht so recht zusammen passen.
Rechnet man Oberwellen/(Grundwelle+Oberwellen), so ergibt es noch immer
> 50%.
Voltcraft ist die neue Einheit für die Spannung. 230 Voltcraft,
(Deutsch: Spannungskraft), hauen dich in die Ecke wenn Du rankommst !
Aber er hat ja nur 9,8 Voltcraft gemessen, Entwarnung, kann nix
passieren !
HansG schrieb:> 230 Voltcraft,> (Deutsch: Spannungskraft), hauen dich in die Ecke wenn Du rankommst !
Volt --> Volt
Craft --> Handwerk, Kunst
ergo
Voltcraft --> Volthandwerk, Voltkunst
Yalu X. schrieb:> Der Klirrfaktor k hingegen ist IMHO eindeutig definiert, nämlich so:
Durch das von dir verlinkte Wurzelgemüse kann ich mich nicht
durchquälen, weil ich dazu zu dämlich bin.
Ich habe seinerzeit ganz einfach den THD eines "idealen" Rechtecks
gemessen, und bin dabei über die 33,33% gestolpert. An allen drei
Messgeräten. Eins war von HP, eins von National, und eins von Leader.
Und weil es nun überall diese "Zauberzahl" von 33,33% waren, habe ich
gewisse Schlüsse gezogen.
Möglicherweise liege ich vollkommen falsch, aber ich denke, dass nicht.
Gruß Achim.
BobDylan schrieb:> Ich habe seinerzeit ganz einfach den THD eines "idealen" Rechtecks> gemessen, und bin dabei über die 33,33% gestolpert. An allen drei> Messgeräten. Eins war von HP, eins von National, und eins von Leader.> Und weil es nun überall diese "Zauberzahl" von 33,33% waren, habe ich> gewisse Schlüsse gezogen.
Die 43% stehen auch im Wiki. Aber das Tastverhältnis eines 555er ist
eigentlich nie symmetrisch. Aber wer will das schon wissen ob 33% oder
43%? Der TO hat sich noch nicht geäußert, obwohl es ja soo wichtig war.
mfg klaus
Klaus R. schrieb:> Aber wer will das schon wissen ob 33% oder> 43%?
Na ja... unabhängig davon, ob der TE überhaupt was weiß, würde mich
schon interessieren, womit sich die Diskrepanz zwischen meinen Messungen
und dem Wurzelgemüse erklären lässt.
Aber ist nicht wichtig! Weil nämlich die Differenz zwischen Klirr 33%
und Klirr 43% man grade schlappe 2,66dB beträgt.
Alles sehr müßig. Macht aber Spaß.
Gruß Achim.
Yalu X. schrieb:> Für ein symmetrisches Rechtecksignal komme ich auf> k=1−8π2−−−−−−√≈43,5%> k=\sqrt{1-\frac 8{\pi^2}}\approx 43{,}5\%>> (Vielleicht habe ich mich aber auch verrechnet ;-))
Du hast fast immer recht!
Trotzdem: ich hab das mal in LTSpice aufgesetzt.
Bei einem Rechtecksignalpegel von 1V hat die Grundwelle 2/pi V.
Die Leistung des (symmetrischen) Rechtecks an 1Ω ist 0.5W an R2.
Dann habe ich die Grundwelle vom Rechtecksignal abgezogen und auf R1
gegeben -> Leistung der Oberwellen. Das sind 297.4mW. Spektral fehlt die
Linie der Grundwelle vollständig in V(n002) an R1.
Der Leistungsanteil der subtrahierten Sinusschwingung ist 202.6mW.
Ergibt P_Oberwellen / P_Ges = 59% oder P_Oberwellen / P_Grundwelle =
147%.
Ich weiß jetzt nicht, woher der Unterschied kommt, aber meine großzügige
Aussage weit oben war nicht durchdacht und hatte nur die Amplituden
aufsummiert.
Du zählst bei deinen Leistungen auch jeweils den Anteil mit, der durch
den Gleichanteil der Spannung bewirkt wird (U0 = 0,5 V). U0 wird bei dir
damit ebenfalls zu einer "Oberwelle", die den Klirrfaktor nach oben
treibt.
Wie schaut dein Ergebnis aus, wenn du den rauslässt (d.h. das Rechteck
symmetrisch zu Nulllinie machst)?
Ich habe das mal LTspice mittels Fourier über 10000 Harmonische rechnen
lassen:
1
...
2
9995 9.995e+03 1.274e-04 1.001e-04 -0.00° -0.00°
3
9996 9.996e+03 4.262e-09 3.347e-09 85.08° 85.08°
4
9997 9.997e+03 1.274e-04 1.000e-04 -0.00° -0.00°
5
9998 9.998e+03 4.262e-09 3.347e-09 85.08° 85.08°
6
9999 9.999e+03 1.273e-04 1.000e-04 -0.00° -0.00°
7
10000 1.000e+04 4.261e-09 3.347e-09 85.07° 85.07°
8
Total Harmonic Distortion: 48.337414%(48.342585%)
LTspice verwendet die amerikanische Definition der THD, bei der die
Oberschwingungen ins Verhältnis zur Grundschwingung und nicht – wie beim
Klirrfaktor – zum Gesamtsignal gesetzt wird:
Der Klirrfaktor errechnet sich daraus wie folgt:
Passt also.
@HildeK:
Du hast in deiner Überlegung die Spannung der Grundschwingung vom
Gesamtsignal subtrahiert. Du solltest aber die Leistungen subtrahieren.
Außerdem solltest du ein Rechtecksignal ohne Gleichanteil einspeisen, da
die durch den Gleichanteil erzeugte Leistung nicht zum Klirrfaktor
beiträgt. Schließlich musst du vom Verhältnis der beiden Leistungen noch
die Wurzel nehmen. Dann sollten ebenfalls die 43,5% herauskommen.
Achim S. schrieb:> Wie schaut dein Ergebnis aus, wenn du den rauslässt (d.h. das Rechteck> symmetrisch zu Nulllinie machst)?
Oh ja - du hast recht!
Dann: an R2 250mW, an R1 47.36mW. Ergebnis Klirr siehe unten!
Yalu X. schrieb:> Du hast in deiner Überlegung die Spannung der Grundschwingung vom> Gesamtsignal subtrahiert.
Ich glaub, das war schon richtig. Siehe die neuen Zahlen mit dem
symmetrischen Rechteck mit ± 0.5V.
Ich bewege mich ja mit der Simulation zunächst auf Spannungsebene und
berechne erst aus den Kurven die Leistung.
> Außerdem solltest du ein Rechtecksignal ohne Gleichanteil einspeisen, da> die durch den Gleichanteil erzeugte Leistung nicht zum Klirrfaktor> beiträgt.
Ja, das ist der Masterfehler :-(.
> Schließlich musst du vom Verhältnis der beiden Leistungen noch> die Wurzel nehmen. Dann sollten ebenfalls die 43,5% herauskommen.
Ja, sqrt(47.36/250) = 0.435. Schön! :-)
Ich danke euch beiden für die Erhellung!
Die einzig sinnvolle Möglichkeit, einen 555 mit dem Begriff Klirrfaktor
in Relation zu bringen, wäre IMHO bei Verwendung in einem Class D Audio
Amp.
Sollte "F.e.K.u.s.F." dies etwa zu erwähnen vergessen haben?
Axel S. schrieb:> wenn du schon im Betreff BRÜLLST> oder sinnfreie Floskeln wie "Hilfe sehr wichtig!" verwendest, wirkst du> unglaublich prollig.
Nicht nur das. Es ist sowohl unangebracht als auch contraproduktiv.
Ich habe kurz den oben erwähnten Oszillator-Thread überflogen.
Du mußt schon einiges an Grundlagen erlernen, um überhaupt sinnvolle
Fragen stellen zu können. (Genauso brauchst Du ein bestimmtes
Grundwissen, um überhaupt zu wissen, wonach Du wirklich suchst.)
Man kann nicht von einem Fachforum erwarten, daß es einem diese Arbeit
abnimmt. Es gibt Leute, die bezahlen viel Geld, um sich in best.
Bereichen ("Grund-")schulen zu lassen - wenn sie eine vollständige
("Grund-")Ausbildung (Studium o.ä.) vermeiden wollen.
Dem einen fällt es womöglich leichter als dem anderen... aber: Fachleute
und komplette Anfänger sprechen nicht einmal dieselbe Sprache... und die
"Übersetzung" läßt sich nicht mittels "gutem Willen" bewerkstelligen.
(Das macht viel Arbeit. Und vermeintlich gar so "simple Fragen" würden
zu Roman-langen Threads führen - nur um Dir sämtliche was, wie, wo,
warum, weil, weshalb, w... näherzubringen. Zu viel verlangt, ganz
ehrlich.)
Beschäftige Dich eingehend damit, suche nach Themen-erschöpfender
Literatur. Bei Elektr(o[tech]n)ik (TM) gibt es keine Schnellschüsse -
sonst ist Dein Vorhaben zum Scheitern verurteilt.
HildeK schrieb:> Yalu X. schrieb:>> Du hast in deiner Überlegung die Spannung der Grundschwingung vom>> Gesamtsignal subtrahiert.> Ich glaub, das war schon richtig. Siehe die neuen Zahlen mit dem> symmetrischen Rechteck mit ± 0.5V.
Hmm, jetzt bin ich baff :)
Ausgehend von der Definition des Klirrfaktors müsste man die Leistungen
bzw. die quadrierten Effektivwerte subtrahieren. In diesem Fall kommt
aber interessanterweise exakt das gleiche Ergebnis heraus, wenn man
stattdessen die Spannungen subtrahiert und erst anschließend durch
Integration die Leistung berechnet.
Das gilt aber nicht für beliebige Signalformen und -amplituden. Ich
werde heute Abend mal nachrechnen, wie es sich für den Klirrfaktor eines
Dreiecksignals verhält.
Sibylle schrieb:> Die einzig sinnvolle Möglichkeit, einen 555 mit dem Begriff Klirrfaktor> in Relation zu bringen, wäre IMHO bei Verwendung in einem Class D Audio> Amp.
Die Mathematik kann viele verrückte Dinge, also auch den Klirrfaktor
eines stark von einem Sinus abweichenden Signals berechnen. Ob so etwas
irgendeinen praktischen Nutzen hat, steht natürlich auf einem anderen
Blatt.
Ich glaube aber, dem TE ist (bzw. war) noch gar nicht klar, dass der
NE555 eben kein Sinus-, sondern ein Rechtecksignal erzeugt. Um das
herauszufinden, wollte er – da er kein Oszi zur Hand hat – den Weg über
den Klirrfaktor gehen. Ihm ist aber wohl auch nicht klar, dass er mit
seinem "Voltcraft" (vermutlich handelt sich dabei um ein gewöhnliches
Multimeter, evtl. mit True-RMS) auch keine Klirrfaktoren messen kann.
Sibylle schrieb:> Die einzig sinnvolle Möglichkeit, einen 555 mit dem Begriff Klirrfaktor> in Relation zu bringen, wäre IMHO bei Verwendung in einem Class D Audio> Amp.
Nein, Class D hört sich aber anders an. Da geht es eher um eine Art der
Frequenzmodulation, wobei der Träger möglichst weggefiltert wird. Wenn
man das auf dem Oszi sieht, wundert man sich über das Ergebnis.
mfg klaus
Yalu X. schrieb:> Ausgehend von der Definition des Klirrfaktors müsste man die Leistungen> bzw. die quadrierten Effektivwerte
Stimmt: Effektivwerte müsste man quadriert addieren.
Aber in der Simu werden durch die Reihenschaltung ja nicht die
Effektivwerte sondern die Momentanwerte addiert - und das erfolgt
linear. Wie ja auch in der Fourier-Reihe die einzelnen Terme linear
addiert werden.
Der Effektivwert des Gesamtsignals ergibt sich aus der quadratischen
Addition der Effektivwerte aller Harmonischen (am Ende natürlich noch
Wurzel ziehen). Und der Momentanwert des Gesamtsignals ergibt sich aus
der linearen Addition der Momentanwerte aller Harmonischen.
Yalu X. schrieb:> Hmm, jetzt bin ich baff :)
Ich habe ja nur zwei Signale hergestellt: ein Rechteck und eines, das
nur die Oberwellen des Rechtecks enthält, indem ich die Grundwelle
subtrahiert habe - ich hätte die Grundwelle auch ausfiltern können.
Machen die Klirrfaktormeßgeräte das nicht auch so?
Dann die Momentanleistung in den Rs dargestellt.
Über CRTL-LMB auf jeweilige Beschriftung gibt LTSpice die mittlere
Leistung aus.
Form einer Kurve und seine Fehlerquote schrieb:> wie bekomme davon den Klirrfaktor?
He Leute!
Die Frage war: DAVON.
Das Original-Signal.
Da gibts doch gar keinen Klirr, oder bringe ich was durcheinander?
der schreckliche Sven schrieb:> Da gibts doch gar keinen Klirr, oder bringe ich was> durcheinander?
???
Man kann von jedem beliebigen Signal genau dann einen
"Klirrfaktor" (Klirrgrad) angeben, wenn man davon
mittel Fourier-Analyse eine Spektrum ausrechnen kann.
Periodisch sollte das Signal also schon sein, sonst
kann man nicht sinnvoll zwischen Grund- und Oberwelle
unterscheiden, aber wie es ansonsten aussieht, ist
egal.
Beim Grenzübergang zum Nadelimpuls entartet die Sache
dann, weil der Klirrgrad gegen 1.0 geht.
> Beim Grenzübergang zum Nadelimpuls entartet die Sache> dann, weil der Klirrgrad gegen 1.0 geht.
Wenn die Grundschwingung fehlt, aber mindestens eine Oberschwingung
vorhanden ist, hat man halt 100% Klirrgrad ...
Elektrofan schrieb:> Wenn die Grundschwingung fehlt, aber mindestens eine Oberschwingung> vorhanden ist, hat man halt 100% Klirrgrad ...
Das wäre dann Quantenphysik. Der Urknall kam nach aktuellen
Erkenntnissen aus dem Nichts.
mfg klaus
"vielleicht habe ich zum ersten mal etwas mit Elektronik zu tun?
Student und noch nie gelötet?"
Die Gnade der späten Geburt.
Immerhin über 40 Antworten wurden erzielt. Alle Achtung.
MfG
Achim S. schrieb:> Yalu X. schrieb:>> Ausgehend von der Definition des Klirrfaktors müsste man die Leistungen>> bzw. die quadrierten Effektivwerte>> Stimmt: Effektivwerte müsste man quadriert addieren.>> Aber in der Simu werden durch die Reihenschaltung ja nicht die> Effektivwerte sondern die Momentanwerte addiert - und das erfolgt> linear.
Ja, aber wieso ist die Leistung der Summe der Einzelsignale gleich der
Summe der Leistungen der Einzelsignale? Das ist normalerweise nicht,
hier aber interessanterweise doch der Fall, und genau deswegen kommt bei
HildeKs Methode das richtige Ergebnis heraus.
Wie oben angekündigt habe ich den Effektivwert eines Dreiecksignals mit
HildeKs Methode bestimmt und erwartete eigentlich ein falsches Ergebnis.
Aber auch hier ist es egal, ob man die (Momentan-)Spannungen, die
Effektivspannungen oder die Leitungen voneinander subtrahiert. Es gilt
sowohl
Umom(R3) = Umom(R1) + Umom(R2) (Momentanspannungen)
als auch
P(R3) = P(R1) + P(R2) (Leistungen)
Ich hab eine ganze Weile darüber gegrübelt, warum das so ist, bis mir
irgendwann die Erleuchtung kam:
gilt genau dann, wenn
ist, was man durch Anwendung der binomischen Formel auf der linken Seite
von (1) leicht erkennt. Da im vorliegenden Fall U1 die Grundschwingung
und U2 die Summe aller Oberschwingungen ist, enthalten beide keine
gemeinsamen Frequenzanteile, weswegen (2) erfüllt ist.
Somit ist HildeKs Methode zur Ermittlung des Klirrfaktors korrekt und
funktioniert auch für alle anderen periodischen Signale. Für mich war
das nicht sofort offensichtlich (oder ich hatte ein Brett vor dem Kopf).
Der exakte Wert für den Klirrfaktor eines Dreiecksignals ist übrigens
Yalu X. schrieb:> Ich glaube aber, dem TE ist (bzw. war) noch gar nicht klar, dass der> NE555 eben kein Sinus-, sondern ein Rechtecksignal erzeugt.
Unterschätze mal ihn nicht!
Hier im Datenblatt auf S. 8 ff. wird die Sinuserzeugung beschrieben.
Sicher hat er das realisiert.
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/fairchild/NE555.pdf
So, die Ironie ist jetzt wieder aus!