Hallo ich bin dabei zu versuchen eine Phasenverschiebung bei den Frequenzen 5, 50 und 100khz auszuwerten komme jedoch nicht so richtig weiter. also ich erzeuge mir ein 5,50 oder 100khz signal welches an einem "Z" anliegt dieses Z kann aus beliebigen R und C kombinationen bestehen(in reihe dazu ist noch ein 500ohm widerstand um über diesem zu messen) ich möchte dann die spannung am punkt wo eingespeist wird messen und über meinem 500ohm messwiderstand. diese differenz sollte mir sagen was über dem Z an Spannung abfällt. zusätlich möchte ich ebenfalls am punkt wo eingespeist wird und über dem 500ohm messwiderstand die phasenverschiebung messen um danach den realen und kapazitiven anteil meines Z zu berechnen. hoffe da ist net schon nen dicker bock drin^^ meine phasen auswertung besteht im moment aus 2 op-amps welche aus dem sinus einen rechteckmachen (einer invertiert) und dann geht das ganze auf ein und gatter. dieses wirft dann peaks entsprechend der phasenverschienung raus die ich dann gleichrichte und mit internem adc messe. tendentiel funktioniert das auch bei den 5khz. bei den höheren frequenzen gehen kleine phasenverschibungen in den ansteigenden flanken der op´s unter (lt1056 / 14v/µs). also ich habe bisher 2 hauptprobleme: 1. die zu vergleichenden phasen haben unterschiedliche amplituden wo mir nur einfällt als lösung nen rechteck draus zumachen. 2. 3 frequenzen 5,50,100khz wobei die hohenfreqenzen wie erwartet die meisten probleme machen. ich habe überlegt einfach noch schnellere op´s zu nehmen oder zu versuchen eine pll aufzubauen und statt mit der regelspannung nach zuregeln diese auf meinen adc zu geben und die phasenverschiebung so zu messen. jemand mit so etwas erfahrungen? ist denke mir in lc-metern sollte die messung auch über den phasenwinkel laufen nur wie bekomme ich das auch noch mindestens aufs grad genau bei 100khz?
den habe ich hier und schon mal getestet jedoch gibt der auch nur hausnummern raus wenn nicht die amplituden genau stimmen. und zumindest eins der signale kann in abhängigkeit von Z von 10Vpp bis 2Vpp schwanken.
Oha schrieb: > Ein AD8302 ... Stumpi schrieb: > den habe ich hier und schon mal getestet jedoch gibt der auch nur > hausnummern raus wenn nicht die amplituden genau stimmen. Der AD8302 sollte eigentlich halbwegs stimmen. Er arbeitet nach dem gleichen Prinzip, wie du es schon versucht hast: Die Eingangssignale werden um einen hohen Faktor verstärkt und begrenzt, was ein rechteckähnliches Signal ergibt. Dann werden die beiden Signale multipliziert, was bei Rechtecksignalen einfach durch ein XOR-Operation realisiert wird. Der Gleichanteil des resultierenden Rechtecksignals (per Tiefpass gewonnen) ist proportional zur Phasenverschiebung. Das Ganze funktioniert aber nur dann, wenn deine Eingangssignale im angegebenen Bereich liegen. Dieser Bereich reicht von -73dBV bis -13dBV, was 0,22mVeff bis 0,22Veff entspricht, deckt also eine Spanne von Faktor 1000 zwischen dem kleinsten und dem größten Wert ab.
mmh werd das ganze mit dem ad8302 noch mal ordentlich auf platine ätzen ohne luftverhau und alles entsprechend entkoppelt zum rest der schaltung. hoffe ich hab vorher einfach was net richtig beachtet oder störende gleichspannungsanteile gehabt die mir da was versaut haben. thx erstmal
Mmmh..., also wenn ich mal überschlage. Im schlimmsten Fall sind beide Komparatorflanken exakt hintereinander, dann ergibt sich eine die doppelte Anstiegszeit mit SR = (1/2)*14V/µs = 7V/µs. Bei einem Ausgangspegel von 5V ergeben sich dann 714ns Anstiegszeit. Und jetzt der verlaufene Phasenwinkel:
Macht einen Differenzwinkel von 25° den du nicht detektieren kannst. Sprich: Für einen Phasenwinkel von ca. 10° folgt SR = 278ns --> 18V/µs ca. 1° folgt SR = 27,8ns --> 180V/µs Bei Analog Devices der AD8561 hat tp = 9,8ns und tr = 4ns --> 14ns Es sind also theoretisch 0,5° möglich.
yalu schrieb: > Der AD8302 sollte eigentlich halbwegs stimmen. Er arbeitet nach dem > gleichen Prinzip, wie du es schon versucht hast: Die Eingangssignale > werden um einen hohen Faktor verstärkt und begrenzt, was ein > rechteckähnliches Signal ergibt. Dann werden die beiden Signale > multipliziert, was bei Rechtecksignalen einfach durch ein XOR-Operation > realisiert wird. Der Gleichanteil des resultierenden Rechtecksignals > (per Tiefpass gewonnen) ist proportional zur Phasenverschiebung. Entschuldigt falls ich diesen Thread wieder hervorhebe, aber da ich einigermassen ein N00b auf diesm Gebiet bin wollt ich sehr gerne wissen warum das so ist? Warum multipliziert man die Rechtecktsignale miteinander und vorallem dingen warum ist dann der Gleichanteil proportional zur Phasenverschiebung? Und welche Vorteile hat diese Methode gegenüber der Flankenauswertung beider Rechtecksignale?
Durch die Multiplikation der Signale bekommt man eine PWM Signal. Die Pulslänge entspricht dabei gerade der Verzögerung. Der Niederfrequente Anteil ist gerade Pulslänge geteil durch Periodenlänge - ähnlich wie die Phase, die ist Verzögerung geteilt durch Periodenlänge mal 2 Pi. Vorteile hat da Verfahren über die Multiplikation bzw. das PWM Signal bei hohen Frequenzen. Der AD8302 geht immerhin bis in den GHz Bereich. Bei niedrigen Frequenzen (z.B. unter 10 kHz) kann man besser direkt die Verzögerungen messen.
Ulrich schrieb: > Bei niedrigen Frequenzen (z.B. unter 10 kHz) kann man besser direkt die > Verzögerungen messen. Mich interessiert das Thema auch, bei mir geht's um Frequenzen im unteren kHz-Bereich. Wie kann man die Verzögerungen möglichst genau messen, wenn sich bei mindestes einem Signal zusätzlich zur Phasenlage auch die Amplitude ändert? Natürlich könnte man beide Signale mit groß genuger Frequenz abtasten, jeweils die Maxima suchen und die Zeit dazwischen bestimmen. Aber das geht doch sicher auch eleganter, oder? Gruß!
Phasenverschiebungen kann man mit einen Analaogmultiplizierer messen. Wenn man auf die beiden Eingänge des Multiplizierers die gleiche Frequenz drauf gibt, kommt zum einen die doppelte Frequenz raus und zum zweiten eine Gleichspannung, die dem Phasenunterschied der beiden Signale entspricht. Die mathematischen Grundlagen dazu kann man nter dem Stichwort Modulation bzw Mischer nachschauen. Ralph Berres
die Gleichspannung hängt aber nicht nur von der Phasenverschiebung ab, sondern auch von der Amplitude der Signale. In meinem konkreten Fall ändert sich auch immer die Amplitude, wenn die Phasenverschiebung varriert. Die Amplitude interessiert mich dabei nicht weiter, ich will nur die Phasenverschiebung messen.
wenn du die Amplituden aber beide getrennt misst, kannst du das kompensieren
Bei Signalen in KHz Bereich könnte man das Signal mit der Soundkarte Aufnehmen und dann digital verarbeiten. Wenn die Rechenzeit nicht so knapp ist, kann man an die beiden Signale unabhängig voneinander einen Sinus (oder die passenden Welllenform) anpassen und dann einfach die Phasendifferenz bilden. Bei den heutigen PCs sollte die Rechenleistung ausreichen, das auch in Echtzeit zu erledigen. Als Referenzpunkt eignen sich die Nulldurchgänge besser als die Maxima und Minima, die sind genauer zu bestimmen.
butsu schrieb: > Wie kann man die Verzögerungen möglichst genau messen, wenn sich bei > mindestes einem Signal zusätzlich zur Phasenlage auch die Amplitude > ändert? Hi, butsu, beginnst Du, den Stein der Weisen zu erforschen? Weil, präzise messen kannst Du nur quasistationäre Signale. So groß die Variation im Signal wegen Modulation, so sehr kannst Du auf die Präzision verzichten. Du kannst die Amplitudenmodulation mathematisch ausdrücken mit der Fourier-Transformierten. Im Spektrum siehst Du dann den Träger und zwei Seitenbänder. Was davon willst Du denn nun messen? Ciao Wolfgang Horn
butsu schrieb: > Die Amplitude interessiert mich dabei nicht weiter, ich will > nur die Phasenverschiebung messen. Schick die Signale durch einen Begrenzer/Nulldurchgangsdetektor. Dann kannst du entweder die Zeit zwischen den Flanken messen oder du multipliziere die Vorzeichen per XOR-Verknüpfung. Das tiefpaßgefilterte XOR-Signal (PWM) enthält die gesuchte Phase (ohne Amplitudenanteil). Beitrag "Re: Phasenverschiebung auswerten"
Sollte es um Goldsuchgeräte (Metalldetektoren) gehen , ist es eine beliebte Technik, das Nutzsignal quasi unendlich stark zu verstärken, um aus dem Nulldurchgang sozusagen das letzte rauszukitzeln. In Assembler geht es aber auch mit nem ATmega. Gruss K.
@ Wolfgang Horn die Signale die ich habe sind quasistationär. Ein Signal hat z.B. 5kHz und eine konstante Amplitude. Das zweite Signal hat dieselbe Frequenz und eine variable Phasenverschiebung, die sich nur sehr langsam ändert. Die Amplitude des zweiten Signals ist mit der Phasenverschiebung korreliert, hat aber noch andere Einflußgrößen. Die Nulldurchgänge (nach Verstärkung) zu suchen und die Zeit zwischen den Flanken zu messen erscheint mir vielversprechend! Klaus, hast du evtl. ein paar Links bzgl. der Metalldetektoren? viele Grüße und danke für die Tipps!
butsu schrieb: > Klaus, hast du > evtl. ein paar Links bzgl. der Metalldetektoren? z.B. hier: http://www.geotech1.com/forums/index.php
Ralph Berres schrieb: > Phasenverschiebungen kann man mit einen Analaogmultiplizierer messen. > > Wenn man auf die beiden Eingänge des Multiplizierers die gleiche > Frequenz drauf gibt, kommt zum einen die doppelte Frequenz raus und zum > zweiten eine Gleichspannung, die dem Phasenunterschied der beiden > Signale entspricht. In welchem Maße entspricht denn die Gleichspannung dem Phasenunterschied? Bzw. wenn ich jetzt die beiden Signale multipliziert hab und über nen TP den Gleichanteil raus gefiltert hab; Wie kann ich es dann weiter auswerten um an die genaue Phasenverschiebung ran zu kommen?
Der Gleichanteil hinter dem Tiefpass, ist im etwa proportional zur Phasenverschiebung. Allerdings ist der Gleichanteil auch abhängig von der Größe des Eingangsignals , welche man multipliziert. Die müßte man also konstant halten. Probiere es mal mit einem Ringmischer oder einer Gilbertzelle. Analoge Multiplizierer haben den Vorteil, das es keine Totzeit gibt, wie bei den digitalen Multiplizierer ala X-OR Gatter usw. Ralph Berres
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
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.