Hi, leider steh ich mit meinen Hobbyelektronik-Kenntnissen noch ziemlich am Anfang. Hier meine Frage: Ich hab zwei Rechtecksignale (zB 400kHz und 380kHz) und ich möchte die Differenz daraus, hier also 20kHz, wiederum als Rechtecksignal haben. Probiert hab ich: Beide Signale an ein XOR-Gatter geben. Den XOR-Ausgang an einen entsprechend dimensionierten LC-Tiefpass legen und das Signal integrieren. Anschließend das daraus resultierende sinusförmige Signal mittels Schmitttrigger wieder zu einem Rechteck formen. Das ergibt zwar in etwa die gesuchte Differenzfrequenz, kommt mir aber doch etwas umständlich und ungenau vor. Gibt's da nix Einfacheres, zB mit einem Flipflop??? Ach ja: Eines der beiden Rechtecksignale ist quasi frequenzmoduliert. Die am Ende gewünschte Differenzfrequenz beinhaltet also die gesuchte Information. Insofern soll die Demodulation natürlich zur Laufzeit erfolgen. Bin für jede Anregung dankbar!
Das stimmt so schon, ein Exor ist ein 1-Bit-Multiplizierer, damit entsteht je zur Hälfte (Ausgangsleistungsmäßig gesehen) Summen- und Differenzfrequenz. Man könnte höchstens mit 90Grad-Phasenschiebung und zwei Mischern die Summe unterdrücken. Wenn eines der Rechtecke als doppelte oder vierfache Frequenz vorliegt gehts einfacher mit den 90 Grad.
Danke für die rasche Antwort! Die Differenz der beiden Rechtecke bewegt sich im Bereich 0 bis 20kHz - also im Bereich des NF-Spektrums. Letzlich soll daraus ein Theremin mit CMOS-Bausteinen und ein paar diskreten Komponenten werden.
Von einem Thereminschaltplan hab ich noch nen Mischer aus Dioden in Erinnerung: http://www.paia.com/ProdArticles/Images/therschl.gif Dort z.B. links oben die Dioden D2-D5. Wird da zwar mit Sinusschwingungen gemacht, aber sollte sich ja evtl auf Rechteck übertragen lassen. Ich hab aber irgendwie noch keine der Schaltungen richtig hinbekommen; hab dann einfach nen IR-Sensor genommen, dessen Spannung über nen OPV in nen XR8038 geleitet. Funktioniert prinzipiell, nur die Stufen der Ausgangsspannung des Sensors sind noch zu grob, als dass man da brauchbare Musik machen könnte.
Ein Theremin mit ausschließlich diskreten Bauteilen hab ich vor einiger Zeit gebaut. Das Problem mit einem Ring-Diodenmischer ist, dass die Dioden gut gematched sein müssen, damit die Symmetrie passt. Die Mischer gibt's als ICs, aber ich weiß nicht wo. Bei mir hab ich die beiden Sinus-Signale an einem FET abgemischt. Ist aber eine ziemliche Fizzelei, weil dabei auch alle möglichen unerwünschten Mischprodukte entstehen. Eine Gilbert-Zelle wär wahrscheinlich am besten dafür geeignet gewesen. Aber eine aufzubauen ist doch kein kleiner Aufwand, und als fertigen IC hab ich sie nicht bekommen.
Hallo, mit folgender Schaltung (Anhang) sollte es gehen: 3 D-Flipflops und ein NAND-Gatter. Hat den Vorteil, dass man komplett im digitalen bleibt und nicht in analoge muss, wie bei Mischerschaltungen. In der Simulation hats funktioniert. Allerdings könnte es Probleme bei Frequenzdifferenzen um die 0Hz geben - wäre auszuprobieren. (Der Reset-Clock gibt nur zu Beginn eine Flanke und die Startzustände einzustellen - sonst meckert die Simulation) Gruß, Johannes
Super! Genau danach hab ich gesucht. So kann zumindest der erste Teil der Schaltung rein digital bleiben. Das Ausgangssignal (= die Differenz der beiden Rechtecke) wird dann ohnehin mit OPVs analog weiterverarbeitet.
Kannst du Johannes B. hier einmal dein Simulationsergebnis posten. Deine Schaltung produziert nicht die Differenzfrequenz von 20kHz. Aber vielleicht liege ich falsch. Und du erklärst uns deine Schaltung.
Okay, hier mal meine Simulationsergebnisse. Oben die Eingangssignale, dann jeweils die Ausgänge der FlipFlops, die mit den jeweiligen Frequenzen beschaltet werden und zum Schluss der Ausgang des letzten FlipFlops (20kHz). Die Schaltung macht eigentlich nur einen Phasenvergleich der Eingangssignale und da diese ne Differenz von 20kHz haben ist die Phase nach 20kHz wieder gleich. Im Detail: Je nachdem, welches Signal zuerst eine steigende Flanke hat dessen FlipFlop geht auf High, wenn beide Signale high sind werden die FlipFlops zurückgesetzt, (AND-Gatter). So verschieben sich beide Eingangssignale zueinander, mal läuft das eine vor, dann das andere, immer im 20kHz Takt. Die Ausgänge der FlipFlops werden nun noch mit dem 3.FlipFlop "geglättet" um wieder ein schönes Rechteck zu bekommen. Man könnte das auch mit RS-FlipFlops machen. Ein Problem könnte sein, dass der Reset vom NAND-Gatter nicht schnell genug ist und das jeweils andere FlipFlop auch kurz schaltet. Gruß, Johannes
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Ich würde die Schaltung leicht abändern. Statt dem NAND ein NOR rein. Obige Schaltung hat nämlich den Nachteil das sie bei echten Gattern mit Laufzeiten "Spikes" am Ausgang erzeugt. Ein weiterer Nachteil ist das sie bei Eingangssignalen deren Dutycycle nicht exakt 50% ist ebenfalls Spikes erzeugt. Die Veränderung mit den NOR Gatter beseitigt dies hat aber auch ihre Nachteile. Grundsätzlich wird der Dutycycle beider Schaltungen auch vom Dutycycle der Eingangssignale bestimmt. Die Schaltung nach meinem Vorschlag hat zudem den Nachteil das bei sehr unsymmetrischen Dutycycle oder sehr dicht beieinander liegenden Frequenzen der Eingangssignale am Ausgang kein Signal mehr anliegt (könnte auch von Vorteil sein). Auf jeden Fall beseitigt meine Änderung die internen Spikes und damit ist sie EMV konformer. Gruß Hagen
Ich hatte die halben Frequenzen statt 400kHz 200Khz und statt 380kHz 190kHZ. Und beim 3 Flip Flop gehört auf den CLR Eingang Q statt dem inverten Q. Dann funktioniert es. Nette Schaltung die du da aus dem Hut gezaubert hast.
@Tommi, leider funktioniert deine Schaltung eben nicht. Probiere doch mal das LTSpice File im Attachment aus. Mit den Parameter Delay stellst du die Laufzeitverzögerung der Gatter ein, mit Parameter Flanke die Anstiegs/Abfallzeiten der Flanken der Gatter. Mit 7/7 ns ist man schon bei HCT Gattern. Mit Parameter Duty stellst du den Dutycycle von -1 bis +1 = -100% bis +100% des Taktes F1 ein. Nun vergleiche mal die Outputs O1 (meine Schaltung) mit O2 (deine Schaltung). Diese Simulation kommt der Realität weit näher als deine. Damit also die Schaltung funktioniert muß man ein NOR benutzen. Gruß Hagen
Das mit dem OR-Gatter ist sicher auch ne gute Alternative, wobei ich mir hier auch nicht so sicher wäre, ob ein reales Gatter nicht doch den ersten Puls erkennt, wenn das Reset freigegeben wird (was ja hier nicht der Fall ist). Wäre sicher mal interessant das aufzubauen und mal auszuprobieren. PS: Habe meine Schaltung auch mit Gatterlaufzeiten simuliert (PSpice) und da funktionierts. Gruß, Johannes
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Seltsam mit LTSpice und Laufzeiten + Zeiten für die Rise-/Falltime funktioniert deine Schaltung bei mir nicht. Schaue ich mir die Signale an wird das auch deutlich und logisch. Ich meine das ein NOR da rein gehört. Noch besser ist es so wie im Attachment. Allerdings ist die Schaltung eben nicht perfekt, egal ob NAND oder NOR Gatter. 1.) Die Taktsignale sollten 50% Dutycycle haben weil ansonsten das Ausgangssignal diesen Dutycycle der Eingangssignale widerspiegelt. Allerdings nicht symmetrisch auf die Eingangsignale verteilt. 2.) Bei Eingangssignalen mit ohne Rest teilbaren Frequenzen, also zb. 200Khz und 100Khz gibts Probleme. 3.) Bei teilerfremden Frequenzen der Einganzsignale ist das Ausgangssignal nicht mehr stetig im Dutycycle, dh. es entsteht Phasenjitter in der Frequenz des schnelleren Einganssignales. Auch logisch da diese einfache Schaltung eben keine fraktionale DPLL darstellt, sondern eben sehr einfach gestrickt ist. Gruß Hagen
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wenn ich mit NAND und Frequenzen von 400KHz und 401Khz simuliere bekomme ich das Ergebnis im Attachment. Das meine ich mit "funktioniert nicht richtig". Beide Eingangsignale sind beim Start Phasengleich. Das NOR Gatter behebt dieses Problem. Gruß Hagen
könnt ihr das mal einbißchen erklären, das sieht echtgut aus. Was ich überhaupt nicht verstehe ist warum werden die D-Flip Flops immer wieder resetet. Richt da auch nicht eine D-Flip Flop und ein Xor?
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