Guten Abend,
ich möchte mir den Frequenzgang von Filtern näher anschauen, mit
variierenden Parametern. Da ich keinen Funktionsgenerator besitze habe
ich mir überlegt einen ATMEGA zu nutzen. Dieser gibt letztlich ein
Rechtecksignal aus, welches zunächst mittels Tiefpass gefiltert wird, so
dass die Harmonischen weitestgehend unterdrückt werden. Weiterhin möchte
ich mittels PWM eine Größe schaffen, die der Grundfrequenz des
Rechtecksignales proportional ist.
Dieses Tiefpassgefilterte Rechtecksignal soll nun das Eingangssignal des
zu testenden Filters darstellen und das PWM Signal genutzt werden als
X-Ablenkung auf meinem Oszilloskop. Hierfür muss dieses natürlich noch
hinreichend geglättet werden.
Das Ausgangssignal des Filters soll anschließend noch gleichgerichtet
werden und ebenfalls eine Glättung durchlaufen, da sonst auf dem Schirm
ja nur ein helles Ellipsschen entstehen sollte (? oder etwa nicht)
Meine Vermutung: Es wird dennoch kaum ein scharfes Bild auf dem
Oszilloskop entstehen / die Kanten werden sehr verwaschen sein.
Nichtsdestotrotz frage ich mich, ob ich hiermit überhaupt eine Chance
habe die Kurven z.B. eines Quarzfilters im Bereich eines MHz sinnvoll
abzubilden, vielleicht weiß hier jemand ja mehr.
Walter schrieb:> ich möchte mir den Frequenzgang von Filtern näher anschauen,> mit variierenden Parametern. Da ich keinen Funktionsgenerator> besitze habe ich mir überlegt einen ATMEGA zu nutzen.
Kann man sicher machen, ja.
> Dieser gibt letztlich ein Rechtecksignal aus,
Ja. Gut.
> welches zunächst mittels Tiefpass gefiltert wird,> so dass die Harmonischen weitestgehend unterdrückt> werden.
Warum? - Erstmal eine andere Frage: Analoger oder digitaler
Oszi? Wenn digital: Kann der eine vernünftige FFT oder nicht?
Entschuldigung, ich habe vergessen zu schreiben, dass ich lediglich ein
altes analoges Oszilloskop besitze, daher kann ich auch keinerlei FFT
machen oder ähnlich..
Besser ist es, das Audiointerface von deinem Computer dafür zu nutzen
(falls dir der Frequenzbereich von bis ca. 48 KHz ausreicht).
Es gibt da jede Menge schöne Software, die die passenden Sinus-Sweeps
erzeugt und dir den Frequenzgang (und mehr) dann grafisch anzeigt.
Wie ursprünglich geschrieben geht es hier um Quarzfilter im Bereich von
etwa 1...2 MHz, so dass die Soundkarte hier nicht nutzbar ist --
ausgenommen man verzerrt diese und nutzt Oberwellen. Da ist aber
vermutlich die nichtlinearität und und und dann schon gegen mein
Vorhaben.
Walter schrieb:> Wie ursprünglich geschrieben geht es hier um Quarzfilter im Bereich von> etwa 1...2 MHz
Ah ok, sorry.
Also ich denke, ein Rechteck zu einem brauchbaren Sinus zu filtern wird
aufwändig.
Ausserdem denke ich, das Testsignal würde ja durch Dividieren des
Prozessortaktes durch einen ganzzaligen Teiler erzeugt, und das ergibt
dann eine recht grobe Rasterung der Freqenzen.
Besser wäre vermutlich einen AD9833 zur Signalerzeugung zu nutzen. Der
spuckt direkt Sinus aus und ist sehr fein einstellbar.
10 EUR sind auch gut bezahlbar für so einen Zweck.
Walter schrieb:> Entschuldigung, ich habe vergessen zu schreiben, dass ich> lediglich ein altes analoges Oszilloskop besitze, daher> kann ich auch keinerlei FFT machen oder ähnlich..
Ahh, okay... danke.
Walter schrieb:> Wie ursprünglich geschrieben geht es hier um Quarzfilter im> Bereich von etwa 1...2 MHz,
Hmm.
Das ist ja gerade eine sehr sportliche Kombination: Quarzfilter
bei 1MHz - also schmalbandig, kein Signalgenerator und kein
Digitaloszi...
Da Du von "einfachsten Mitteln" schreibst: Ich würde es mit
einer PLL probieren. Der 74HC4046 kommt ziemlich hoch mit
der Frequenz.
Oder alternativ: LC-Oszillator (mit Drehko) als Generator,
ATMega plus Analog-Oszi zum Digitaloszi verheiraten. Frequenz
(für die X-Achse) kann der µC messen; Amplitude wird mit
passendem Detektor gleichgerichtet und auch vom µC gemessen.
Der µC steuert außerdem den Oszi im XY-Betrieb an -- Prinzip
"Vektor-Display".
Sowas habe ich fast befürchtet. Zum einen durch den Teiler eine zu grobe
Rasterung für Quarzfilter, zum anderen aufgrund der Schwierigkeiten das
Rechteck zu einem Nahezu-Sinus zu bekommen. Dann werde ich wohl keine
weitere Zeit in diesen konzeptionellen Messaufbau stecken und warten bis
ich einen DA-Wandler habe.
Vielen Dank nochmal!
Walter schrieb:> und warten bis> ich einen DA-Wandler habe
Was für einen DA-Wandler? Wenn du mit einem DAC einen einigermaßen
brauchbaren Sinus erzeugen möchtest, musst du bei 1MHz (Sinus) schon so
im Bereich 10..100MHz Sampling-Rate arbeiten. Wie willst du den mit
Daten füttern?
Wie gesagt, dafür gibt es PLLs oder Frequenz-Synthesizer.
Schau Dir mal die PIC 16F1507/8/9 an.
Die haben einen NCO an Bord. Der laesst sich mit 16 bit
linear einstellen.
Falls die Ausgangsfrequenz nicht reicht, kann man ja wie
schon vorgeschlagen einen 74HC4046 die Frequenz noch
passend multiplizieren.
Den Quarz/das Quarzfilter sollte die Rechteckform zwar nicht
weiter stoeren, aber ein Tiefpass waere wohl trotzdem nicht
schlecht.
Und: das Messobjekt nicht mit der vollen Amplitude von
5 V/3.3 V anfahren.
Ansonsten gibt es bei den Ibei-Chinesen auch fertige DDS-Generatoren
die sich dafuer noch besser eignen sollten.
Um Quarze zu wobbeln braucht man einen quarzstabilen Wobbler, heute
üblicherweise einen DDS.
Ausserdem sollte man die Filterimpedanz wissen, mit 50 Ohm gewobbelt
ergeben sich grausliche Frequenzgänge.
Hallo Walter,
1) Wie groß ist denn ungefähr die Bandbreite deines Filters?
2) Man kann für 1-2MHz einen einfachen und trotzdem sehr stabilen
LC-Oszillator bauen (durchstimmbar). Dazu gehört natürlich ein bißchen
HF-Erfahrung. Damit ist zwar die Kurve nur punktweise, dafür aber ohne
Überschwingen durch zu schnelles Wobbeln aufnehmbar. Die
Ausgangsspannung kann man mit einem simplen Diodentastkopf, die Frequenz
z.B. mit einem µP messen.
Wie schon gesagt wurde, ist die Anpassung an die Filterimpedanz wichtig
(muss ja nicht 50 Ohm sein)
BTW:
> Das ist ja gerade eine sehr sportliche Kombination: Quarzfilter> bei 1MHz - also schmalbandig,...
Nicht unbedingt. Quarzfilter um 1MHz können locker Bandbreiten von
10-15kHz aufweisen (sogar mit Flat-Top). Es gibt nicht nur Ladderfilter.
MfG Horst
HST schrieb:> Nicht unbedingt.
Ach Horst, überleg doch mal. Da hat jemand keinen Wobbler, hat auch
nicht zuvor mal irgendwo (z.B. hier) nachgeschaut, ob er einen billigen
DDS aus China herkriegen kann und hat auch nicht versucht, einen
hinreichend stabil einstellbaren Oszillator aufzubauen, sondern versucht
stattdessen, mit der Flankensteilheit von Impulsen aus einem ATmega und
einem Röhrenoszi was zu sehen. Und du schlägst ihm nen Colpitts oder so
vor, dazu Diodentastkopf und Frequenzmesser aus einem µC. Er wird
bereits am Drehko für den Colpitts scheitern.
Das, was die Leute hier können, ist ein Blinky in C für ein
ST-Discovery-Brettl mittels Coocox-IDE und ST-Lib zu schreiben.
Mir ist schon ein paarmal durch den Kopf gegangen, hier ein
Bastelprojekt a la "Volkswobbler" oder "Lernwobbler" oder so zu starten,
damit Leute wie unser TO wenigstens eine Art nachbaubaren Anfang für ihr
Bastel-Equipment haben. Ohne wenigstens halbwegs benutzbares Werkzeug
wird das alles nur Murks und Frust.
W.S.
Hallo W....S
ich hoffe, dass es euch gut geht, viele Grüße an die Gattin. Bei dem
Wetter haben sicher schon einige Fläschchen dran glauben müssen.
Meine Bemerkung ("Nicht unbdingt") bezog sich auch nur auf den Irrtum,
dass Q-Filter um 1MHz sehr schmal sein müssen.
Ansonsten stimme ich dir zu, daher mein caveat. Aber man sollte die
Hoffnung nie aufgeben, denn so etwas kann jeder lernen, der es ernsthaft
will ;-)).
mfG, Horst
Walter schrieb:> Hierfür muss dieses natürlich noch> hinreichend geglättet werden.
Warum, das kann ruhig treppenförmig sein, dann besteht deine Filterkurve
halt aus Punkten.
Georg
HST schrieb:> Meine Bemerkung ("Nicht unbdingt") bezog sich auch nur> auf den Irrtum, dass Q-Filter um 1MHz sehr schmal sein> müssen.
10kHz von 1MHz ist 1%.
Das ist für mich durchaus "schmalbandig", wie ich schrieb.
Und da die Messkurve ja nicht aussehen soll wie Hund und
Sau, muss die Frequenz vielleicht auf 0.1% stimmen. Das
geht schon noch klassisch analog, aber es ist beileibe
nicht trivial.
