Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ausgang eines Systems berechnen


von Florian S. (sirius7)


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Hallo, wie kann man bei so einer Aufgabe vorgehen?
ich hätte mal in Richtung Bode Diagramm gedacht, doch R und I sind keine 
typischen Werte die in einem Bode-Diagramm auftauchen.. stehe auf dem 
Schlauch ((

von Floh (Gast)


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Das ist wahrscheinlich eine Ortskurve:
R = Realteil
I = Imaginärteil
f = Frequenz an dem Punkt

Trotzdem gehört meiner Meinung nach wenigstens ne Achsenbeschriftung hin 
:-)

von Florian S. (sirius7)


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ach sooo das kann es natürlich auch sein. Die Achsenbeschriftung fehlt 
wahrscheinlich extra um Studenten zu irritieren, das ist nämlich 
Klausuraufgabe vom letzten Sem))

von EMU (Gast)


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wie wäre es das Ganze als Ortskurve zu interpretieren ?

EMU

von Florian S. (sirius7)


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genau, das  ist eine Ortskurve) bin irgendwie nicht drauf gekommen. 
jetzt bin ich überall am suchen, wie Ortskurve mit Frequenzgang 
zusammenhängen, aber irgendwie finde ich nichts zu dieser Thema.. ist es 
etwa ein Staatsgeheimnis? :)

von Test (Gast)


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Auf der Abszisse (X-Achse) ist der Realteil aufgetragen und auf der 
Ordinate (Y-Achse) der Imaginärteil der Impedanz aufgetragen. Die 
Impedanz ist ja von der Frequenz abhängig Z(w) oder Z(f).

von Florian S. (sirius7)


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Hallo Test, vielen dank für deine Antwort, das macht die Sache schon 
deutlich klarer.

von Florian S. (sirius7)


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angenommen ich habe Frequenzgang eines PT1 Gliedes
wie erstelle ich daraus eine Ortskurve?

von Automatisierer (Gast)


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Oh man, Student sein wollen, angeblich wissen wollen was eine Ortskurve 
ist, dennoch mit der Ortskurve eines simplen Tiefpasses überfordert 
sein, unfähig in eine beliebige Suchmaschine den Begriff "Ortskurve" 
einzugeben und nicht im Stande sein, auf Wikipedia nachzulesen.

Ja, die Bildung in DE ist am Boden. Erst gestern mit einer Lehrerin 
eines Gymnasiums gesprochen. Die Zustände haben sich wohl total geändert 
in den letzten 20 Jahren...

Macht aber nichts, liebe unfähigen Studenten: Meine Zukunft ist bis zur 
Rente locker gesichert, bei eurem (Nicht-)Leistungsniveau

von Florian S. (sirius7)


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also in Wiki habe ich schon längst nachgeschaut, hier ist ein Eintrag 
der mir nicht viel weiter hilft:
___________________-
Das Erstellen von Ortskurven [Bearbeiten]

Die mit Ortskurven darstellbaren Beziehungen lassen sich durch Messung 
von Betrag und Phase ermitteln, und die Kurven lassen sich punktweise 
mit den Messwertpaaren in der komplexe Ebene zeichnen. Die erste und die 
dritte der Abbildungen zeigen, dass Ortskurven oftmals eine einfache 
geometrische Form haben und aus wenigen Messwertpaaren gefolgert werden 
können.
Dieser Tatbestand macht es auch möglich, solche einfachen Ortskurven 
(Geraden, Kreise, Parabeln) rein theoretisch anzugeben, was insbesondere 
bei qualitativen Betrachtungen genügen kann. Ihre Inversionen haben 
ebenfalls einfache geometrische Formen
_________________

die Vorgehensweise wird dadurch nicht klar. Ich hoffe es findet sich 
jemand der heute nicht so gestresst ist wie "Automatisierer":)

von Paul (Gast)


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Alex S. schrieb:
> die Vorgehensweise wird dadurch nicht klar. Ich hoffe es findet sich
> jemand der heute nicht so gestresst ist wie "Automatisierer":)

Na, wenn Du entspannt dabei bleibst, dann ist ja alles gut. Eigentlich 
ist das eine kinderleichte Aufgabe. Du hast auch schon genug hinweise in 
diesem Thread um Dir Deine letzte Frage selbst zu beantworten. Ich habe 
so ein Studium auch hinter mir und glaube mir es bringt Dir nichts, wenn 
Du Dir die Aufgaben immer vorrechnen lässt. Nur wenn Du das Problem 
selbst löst, bleibt auch was dabei hängen.

von Florian S. (sirius7)


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also, was Bode Diagramm angeht, musste man es mir einmal erklären, dann 
habe ich einfach die Vorgehensweise verstanden, aber es ist echt schwer 
von alleine auf etwas drauf zu kommen, wozu große Mathematiker 
Jahrhunderte brauchten. Mir fehlt einfach nur die Vorgehensweise und das 
ist wirklich nirgendwo beschrieben.. an diesem einfachen Beispiel könnte 
man es doch gut verstehen..

von Floh (Gast)


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Ich würde das Ganze so angehen:
Die Ortskurve gibt eine Übertragungsfunktion in abhängigkeit von der 
Frequenz an: H(f)
Um an das Ausgangssignal zu kommen, muss ich Eingangssignal x H(f) 
rechnen.
Da dein Eingangssignal recht einfach ist (nur eine Frequenz) kann man 
H(f) für diese Frequenz aus der Ortskurve bestimmen.
Nur noch rechnen un fertig.

von K. D. (deka)


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Alex S. schrieb:
> also, was Bode Diagramm angeht, musste man es mir einmal erklären, dann
> habe ich einfach die Vorgehensweise verstanden, aber es ist echt schwer
> von alleine auf etwas drauf zu kommen, wozu große Mathematiker
> Jahrhunderte brauchten. Mir fehlt einfach nur die Vorgehensweise und das
> ist wirklich nirgendwo beschrieben.. an diesem einfachen Beispiel könnte
> man es doch gut verstehen..

Naja also irgendwie musst du doch verstehen was du da aus dem Wiki hast 
oder? Nehemen wir dein PT1 Glied:

Die Frequenz variiert mit w=2*pi*f. Wir lassen w laufen von 0 bis 
unendlich.
Berechnung für w=0,

In G(jw) einsetzen und Betrag von G(jw) bilden.
Jetzt das gleiche für das Argument (Winkel der komplexen Zahl)

-> wir haben jetzt die Zeigerlänge und den Winkel. Am Einheitskreis 
aufzeichnen und an der Zeigerspitze einen Punkt machen

Das ganze machen wir jetzt für viele weitere w.

Irgendwann haben wir dann ganz viele Punkte die wir in ihrer Reihenfolge 
verbinden und fertig ist die Ortskurve.

Ist jetzt klar? - die Ortskurve ist die Verbindung aller Zeigerspitzen 
die beim durchlaufen von w von 0 bis Unendlich erfolgt.

Natürlich macht man das nicht immer so aufwändig. Fürs Studium bekommt 
man immer wieder die gleichen Strukturen der Systemfunktionen 
vorgesetzt.

Hier findest du z.B. auf Seite 2 am Linken Rand mittig eine (zugegeben 
schwer lesbare) aufstellung wichtiger Systemfunktionstypen auch mit 
Ortskurve. 
http://www.eitboard.de/wp-content/unterlagen/03semester/elektronische_schaltungen_elsc/03_elsc_zaha_v_000003_f_121128.pdf
Im Studium ist es immer deine Aufgabe deine Funktion auf einen gewissen 
Typen umzuformen und dann den Verlauf zu skizzieren.

Die Abschätzung für unendlich und 0 ist aber immer sehr leicht. Setz 
einfach mal 0 und dann unendlich ein.

von Florian S. (sirius7)


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Hey K.D. vielen Dank! Auf die Aussage: "Ortskurve ist die Verbindung 
aller Zeigerspitzen, die beim durchlaufen von w von 0 bis Unendlich 
erfolgt..." wäre ich nie von alleine draufgekommen. Und echt komisch, 
warum das nirgendwo sonst zu finden ist. Auf jeden Fall jetzt versuche 
ich mal es zu realisieren. Vielen Dank noch Mal!

von Bernd (Gast)


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Alex S. schrieb:
> jetzt bin ich überall am suchen, wie Ortskurve mit Frequenzgang
> zusammenhängen, aber irgendwie finde ich nichts zu dieser Thema.. ist es
> etwa ein Staatsgeheimnis? :)

nix Staatsgeheimnis, suchst Du google nach
Ortskurve Frequenzgang

von Florian S. (sirius7)


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hey Leute, könnt Ihr mal bitte nachprüfen ob das so richtig ist?
also von dem Bruch
 möchte ich erstmal eine komplexe Zahl bekommen. Ich nehme Z und N mal 
konjugiert komplex zum Nenner und bekomme so
Vorzeichen Kürzen
wobei 1 im Nenner vernachlässigbar ist (gleichzeitig w kürzen)
das ergibt
da 2*Pi für das Diagramm auch irrelevant sind

und jetzt mache ich Vergleich bei verschiedenen Frequenzen..

ist das erstmal richtig?

von Bodo M. (bodo-m)


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Automatisierer schrieb:
> Oh man, Student sein wollen, angeblich wissen wollen was eine Ortskurve
> ist, dennoch mit der Ortskurve eines simplen Tiefpasses überfordert
> sein, unfähig in eine beliebige Suchmaschine den Begriff "Ortskurve"
> einzugeben und nicht im Stande sein, auf Wikipedia nachzulesen.
>
> Ja, die Bildung in DE ist am Boden. Erst gestern mit einer Lehrerin
> eines Gymnasiums gesprochen. Die Zustände haben sich wohl total geändert
> in den letzten 20 Jahren...
>
> Macht aber nichts, liebe unfähigen Studenten: Meine Zukunft ist bis zur
> Rente locker gesichert, bei eurem (Nicht-)Leistungsniveau

Ich kann dieser Darstellung des bez. der Studenten (mit Ausnahmen!) nur 
zustimmen. Ein Niveau das nicht viel tiefer geht.Siehe Fragen in diesem 
Forum!
Was ich nicht verstehe, ist die Unterstützung dieser doch recht dum.. 
Studenten. Durch lösen ihrer teilweise simplen Aufgaben, lernen sie 
eigentlich nichts. Das ist allerdings nur meine persönliche Meinung.

von Paul Baumann (Gast)


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Automatisierer schrub:
>Die Zustände haben sich wohl total geändert
> in den letzten 20 Jahren...

Bedingt durch den Bau vieler Umgehungsstraßen in den letzten Jahren
besteht keine Notwendigkeit mehr, sich mit Ortskurven zu befassen.
Es geht weitgehend mit Karacho geradeaus.

;-)

MfG Paul

von Florian S. (sirius7)


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hey könnt ihr bitte ihre Meinung über verblödete Studenten woanders 
lassen? ich habe echt den ganzen Tag damit verbracht an dieser eine 
Aufgabe zu machen und immer wieder vermüllt ihr das Thema mit so einem 
Schrott.. wenn man nicht weis wie ein Diagramm geht, dann weis man es 
eben nicht und es ist einfach mal ihre Entscheidung ob ihr helft, aber 
warum soll jeder für seine Aufgabe halten dem anderen im Weg zu stehen? 
ist das ein Komplex?
egal ich mach ne neue Thema auf.. man

von Bernd (Gast)


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Paul Baumann schrieb:
> Es geht weitgehend mit Karacho geradeaus.

du meinst sicher mit Karaoke

von Test (Gast)


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Wie kommst du darauf das 1 vernachläßigbar ist?

Ergebnis:
Jetzt berechnest du die Übertragungsfunktion für f=0 und f=unendlich, 
dann haste Anfang- und Endpunkt. Anschließend kannste ein paar zwischen 
Werte berechnen, die noch einzeichnen und dann müsste die Ortkurve 
fertig sein.

von Christian L. (cyan)


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Was mir auffällt ist, dass bei dir in der zweiten Zeile beim 
Imaginärteil ein Minus zu viel steht. Dieses Verschwindet aber wieder in 
der nächsten Zeile. Ich gehe mal davon aus, dass das ein copy-paste 
Fehler ist.

Alex S. schrieb:
> wobei 1 im Nenner vernachlässigbar ist (gleichzeitig w kürzen)

Das gilt aber nicht für niedrige Frequenzen. Dort dominiert nämlich die 
eins und der Frequenzabhängige Term wird vernachlässigbar. Das darfst du 
erst machen, wenn 0,25w^2 >> 1.
Dein System ist ja nur ein Tiefpass erster Ordnung. Bei niedrigen 
Frequenzen ist der Betrag eins, da das Signal nicht gedämpft wird. Bei 
dir geht die Funktion aber gegen unendlich. Die Abweichung ist hier also 
nicht vernachlässigbar.
Deshalb: kürze die eins nicht raus, wenn du dir nicht sicher bist, dass 
du das darfst. Es ist eben ein wenig mehr Rechenaufwand.

Aber schon die ganze Aufgabenstellung macht keinen Sinn. Es heißt ja: 
Eingang x(t)=10 cos(t+5)
Es fehlt die Information über eine Frequenz. Im Kosinus können nur 
einheitenlose Werte stehen. Hier steht aber die Zeit drin. Es müsste 
also in etwa heißen: Eingang x(t)=10 cos(w0*t+5) mit w0=...1/s.

Die Aufgabenstellung ist also nicht sauber gestellt. Und das nicht nur, 
weil es keine Achsenbeschriftung gibt und man sich diese denken muss.

LG Christian

von Florian S. (sirius7)


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hey super, jetzt weis ich wo mein Fehler liegt! Christian und Test, 
vielen dank euch! es geht doch voran))

von Floh (Gast)


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Christian L. schrieb:
> Die Aufgabenstellung ist also nicht sauber gestellt. Und das nicht nur,
> weil es keine Achsenbeschriftung gibt und man sich diese denken muss.

Die Frequenz ist halt 1. Die Einheiten werden leider meist nicht 
berücksichtigt. Hat damit zu tun dass das meist prinzipielle Fragen sind 
und genaue Werte nicht entscheidend sind.

10cos(t+5) ist also eine Schwingung mit Amplitude 10, Frequenz 1 und 
einer Verschiebung um -5/2_pi. Nun muss er ja nur die 
Übertragungsfunktion darauf anwenden. Also schnell in die Ortskurve 
geglubbscht und rausgeleden bei f=1: Abstand zum Ursprung und Winkel zur 
x-Achse.
Somit hast du die Verstärkung und die Phasenverschiebung deines 
Eingangssignals.

von Christian L. (cyan)


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Floh schrieb:
> Die Frequenz ist halt 1. Die Einheiten werden leider meist nicht
> berücksichtigt.

So etwas muss man dann aber auch wissen. Also muss es in der 
Veranstaltung erwähnt werden, sonst ist das etwas verwirrend.

LG Christian

von Floh (Gast)


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Christian L. schrieb:
> So etwas muss man dann aber auch wissen. Also muss es in der
> Veranstaltung erwähnt werden, sonst ist das etwas verwirrend.

Ich kenn sowas halt aus der Systemtheorievorlesung. Ob der Tiefpass 
jetzt ein R-C-Glied, ein Masse-Dämpfer-Aufbau oder ein Kühlkörper mit 
Wärmewiderstand und Wärmekapazität ist, ist für die systematische 
Betrachtung irrelevant. Die DGLs sind immer dieselben, daher hat unser 
Prof diese Betrachtungen meist einheitenlos gemacht.
:-)

von Florian S. (sirius7)


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Floh, vielen Dank!) hab nur eine Frage, wie kommt die Verschiebung
 zustande? Gruß

von Floh (Gast)


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Verschiebung ist - 5, war ein blöder Denkfehler.

von Florian S. (sirius7)


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ah super, vielen vielen Dank noch mal für deine Hilfe! hab das jetzt 
kapiert)

von Sascha M. (stmech)


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wie kann eigentlich ein Eingangssignal verschoben sein? Ich dachte immer 
ein Ausgangssignal kann verschoben sein im Bezug auf Eingangssignal, 
aber auf was bezieht sich die Verschiebung des Eingangssignals?

von Florian S. (sirius7)


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Hallo, habe an der Aufgabestellung noch mal rumgemacht, bin also auf 
folgende komplexe Zahl gekommen
so bekomme ich die Ergebnisse, die näherungsweise vorgegebenen 
Frequenzen entsprechen. Jetzt muss ich die Antwort auf Eingangssignal
 berechnen d.h Amplitude=10 f=1Hz phase=-5

bei f=1Hz
Verstärkung
d.h.
phasenverschiebung:
gesamtscherschiebung ist dann -5-71,5=-76,5

der Ausganssignal ist dann wohl
ist das richtig?
Gruß

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