Hallo,
ich suche eine Schaltung zur Ermittlung der Phasenverschiebung zweier
Signale.
Für Rechteck geht das ganz einfach mit einem EX OR.
Wenn ich aber Sinussignale im 100mV Bereich habe, diese aber nicht auf
Rechteck aufpäppeln will, geht es dann z.B. mit einem Mischer vom Typ
SA612?
Konkret, was bekomme ich am Ausgang eines Mischers, speziell am SA612
wenn ich zwei in der Frequenz gleiche aber Phasenverschobene Signale
einspeise?
Bekomme ich, nach RC-Filterung, ein der Phasenverschiebung
proportionales DC-Signal?
Wenn ja, ist die Ausgangsspannung von der Größe des Eingangssignals
abhängig?
Wenn die Frage Müll ist, bitte Strich darunter und Gut ist.
Besten Dank
Transi
Nehmen wir mal an das du wirklich zwei zu 100% identische Frequenzen
hast, bei der eine eine Phasenverschiebung aufweist:
Wenn du nun das Signal mit der doppelten Kreisfrequenz herausfilterst
erhältst du ein Ausgangssignal das proportional zur Phasenverschiebung
ist. Das problem wird sein die beiden Frequenzen wirklich absolut
identisch zu bekommen. Ansonsten erhältst du eben ein sich langsam
änderndes Ausgangssignal.
Mann könnte das ganze antürlich noch ausbauen indem du erst einmal die
beiden Frequenzen miteinander mischt und dann schaust was für eine
Ausgangsfrequenz du erhältst.
Transi schrieb:> Bekomme ich, nach RC-Filterung, ein der Phasenverschiebung> proportionales DC-Signal?
Ja
> Wenn ja, ist die Ausgangsspannung von der Größe des Eingangssignals> abhängig?
Ja, sie ist ja das Produkt aus den beiden Eingangsspannungen
2 sin²(f) = 2*[1/2 - 1/2 * cos(f)] => TP => 1
Moin,
wie Albert schon richtig ausgerechnet hatte, ist die Ausgangsspannung
nach dem Tiefpass-Filter proportional dem Kosinus der
Phasenverschiebung. Du musst das Signal also noch linearisieren durch
ein Funktionsnetzwerk oder digital den arccos berechnen.
Beste Grüße, Marek
Du musst Zeit zwischen den nulldurchgängen auswerten wenn du keine
Flanken hast.
Nulldurchgangsschalter erzeugen dir die notwendigen ImpulsFlanken.
Namaste
Danke für die schnellen Antworten.
Also die Frequenzen sind absolut gleich.
Frequenz 1 = LO
Frequenz 2 = Signal des LO nach Durchlaufen einer Verzögerungsstrecke
(Leitung)
Wenn die beiden Signale eine konstante Amplitude haben ist also das
entstehende DC Signal ein Maß für die Phasenverschiebung. Dass es
Mehrfachdeutungen je nach Laufzeit geben kann ist klar.
Reproduzierbar funktioniert dies aber demnach nur, wenn die Pegel der
beiden Frequenzen immer gleich sind.
Genau das kann ich im Moment aber nicht sicher stellen. Und das
aufpäppeln des Signals auf Digitalpegel macht mir noch etwas
Kopfzerbrechen um das ganze z.B. auf ein Ex-OR zu geben.
@Winfried
Gibt es solche Nulldurchgangsschalter als Baustein? Habe in dieser
Richtung schon einiges mit Komparatoren probiert. Da ich aber Frequenzen
im Bereich von 2 – 180MHz habe ist das nicht so ganz trivial.
Vielleicht habt ihr mir ja noch einen Tipp.
Bis daher schon mal vielen Dank.
Transi schrieb:> Gibt es solche Nulldurchgangsschalter als Baustein? Habe in dieser> Richtung schon einiges mit Komparatoren probiert. Da ich aber Frequenzen> im Bereich von 2 – 180MHz habe ist das nicht so ganz trivial.
Bis 100 MHz hätte ich gesagt, wenn wenigstens ein Signal eine konstante
Amplitude aufweist, dann den anderen Mischereingang vom SA612
übersteuern versuchen.
Hallo
Nulldurchgangsschalter bei 100 MHz das ginge in den 10Ghz Bereich, das
geht nur diskret. Die wichtigste Info wie immer am Ende des
Brainstormings / Pflichtenheftes
Also Kurswechsel.
Bei dieser Frequenz würde ich Begrenzerverstärker (FM ZF Verstärker mit
hoher Grenzfrequenz) wählen so kommst du zu Quasirechteck.
Phasen(laufzeit)- offset kannst du durch kalibrieren mit gleichem
Eingangssignal ermitteln und SW-mäßig kompensieren.
Mehrfachdeutungen lassen sich mit Schwingungspaketen (vorgeschaltete
Torschaltung) unterdrücken die jeweils erste Pulsflanke läst sich dann
detektieren, triggert die Laufzeitdifferenzmessung. Zähler im 10Ghz
Bereich getaktet.
Alternativ Mischen, Gleichrichten, TP und Analogmessen bei günstiger
Wahl der verschiedener Schwingungsspaketlängen lassen sich auch so
Phasenverschibungen > tau ermitteln.
Namaste
@Ernestus Pastell
>schau dir mal den AD8302
Den Baustein habe ich schon ins Auge gefasst. Der hat genau so einen
Ausgang wie ich brauchen kann. Nur ist der Baustein nicht ganz billig
und natürlich habe ich ihn nicht, dafür aber einige SA612.
Aus Euren anderen Bemerkungen kann ich entnehmen, dass ich die Probleme
richtig erkannt habe: Begrenzerverstärker, extrem hohe Frequenzen usw.
Da wäre es nur zu schön gewesen, wenn es eine Schaltung gäbe die eine
der Phasenverschiebung proportionale Gleichspannung liefern würde, man
sich aber bei der Amplitude nicht zuviel Gedanken machen müsste.
Vielleicht gibts ja noch einen Ansatz.
Gruß
Transi
Also bis zu ein paar hundert MHz hat Minicircuits einige
Phasendetektoren im Angebot - und die Preise halten sich in annehmbaren
Grenzen:
http://www.minicircuits.com/products/phase_detectors_main.html
(auf der Seite dann in der zweiten Combobox "Coaxial", "Surface Mount"
oder "Plugin" auswaehlen, dann in der dritten Combobox "High DC output",
und voila, man bekommt die jeweilige Produktliste!).
Wolfgang
Transi schrieb:> Nur ist der Baustein nicht ganz billig
Hi, Transi,
ich finde den Beitrag nicht mehr, wo ein ähnliches Problem wie Deines
schon hinreichend gelöst wurde.
Probier doch mal einen doppelten ZF-Verstärker TBA120 oder seine
Varianten.
Der hat:
1. Ein begrenzender Eingang ist nützlich, wenn Du nur die Phase willst
und Dein Ergebnis frei halten willst von Einflüssen durch
Amplitudenschwankungen.
2. Für den nicht-begrenzenden Eingang ein zweiter TBA120.
Zur Kalibrierung empfehle ich Dir, mit Flipflops einen Genator zu bauen,
der seine zwei Signale auf Knopfdruck identisch liefert oder in
Quadratur.
Ciao
Wolfgang Horn
Transi schrieb:> Reproduzierbar funktioniert dies aber demnach nur, wenn die Pegel der> beiden Frequenzen immer gleich sind.>> Genau das kann ich im Moment aber nicht sicher stellen.
Hast du vl. die Möglichkeit das Referenzsignal zweigeteilt auszuführen?
Also das du ein Referenzsignal fix hast welches du auf dein DUT (device
under test) gibst und ein Signal mit Phasenverschiebung bekommst (dieses
Signal wird auch nicht verändert). Und ein weiteres Signal das du in der
Phase verändern kannst aber dieselbe Frequenz hat wie dein Signal für
das DUT? Wenn ja: Dann könnte man das ganze ohne Probleme über eine
Kreuzkorrelation (Mischer + Integrierer) lösen. Dabei ist es dann auch
egal ob du die Amplituden der Signale kennst oder nicht.
Noch eine andere Idee. Ob die wirklich funktioniert bin ich mir nicht
ganz sicher. Existiert ein Oszillatorsignal mit 90° Phasenverschiebung,
dann kannst du mit zwei Mischern die Phase evtl. aus dem Verhältnis der
beiden Spannungen gewinnen.
Das Heruntermischung mit 90° phasenverschoben wird z.B. bei der Costas
Loop zur Demodulation verwendet.
http://de.wikipedia.org/wiki/Costas_Loop
Im Prinzip sind das 2 Synchrongleichrichter, bei denen die
Phaseninformation in dem Verhältnis der Ausgangssignale steckt.
