Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frequenzteiler, der die Kurvenform erhält


von Peter S. (peersteens)


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Hallo,

eine Frage des Dilettanten, der es gern wissen möchte, an die Experten, 
die es wissen müssen.
Da ich kein richtiges Oszilloskop besitze, habe ich einmal das Programm
Scope von dieser Seite ausprobiert:

http://www.zeitnitz.de/Christian/scope_de?mid=3.01&PHPSESSID=6mhollkca9t58a7q762epgjdj3

Zusammen mit einem selbstgebauten Tastkopf nach dieser Anleitung

http://www.nicomania.de/ipod/oszilloskop-tastkopf-fuer-ipod-iphone-und-android

klappt es prima. Allerdings gibt meine Soundkarte wie erwartet bei etwa 
22KHz auf. Nun möchte ich den Messbereich dadurch erweitern, dass ich 
einen Frequenzteiler dazwischenschalte. Die erste Idee war, es mit 
SN7490 ICs oder ähnlichen Typen zu machen. Nur liefern die doch wohl am 
Ausgang immer eine Rechteckspannung, womit ich im konkreten Fall wenig 
anfangen könnte.
Was ich bräuchte, wäre eine Schaltung, die die Frequenz teilt, und dabei 
aber die Kurvenform des Signals erhält, sodass ich dann auf dem Monitor 
auch die Originalform samt eventuellen Verzerrungen sehen kann. 
Bescheidene 10MHz fände ich schon sehr interessant.
Kann mir da jemand weiterhelfen? Mit einer möglichst einfachen Lösung 
wäre mir am meisten geholfen, da ich mich nicht als fortgeschrittenen 
Bastler bezeichnen würde.

von Jon D. (shee2e)


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Hi, glaube runterteilen gibt nicht, aber man könnte warscheinlich bei 
einem Periodischen Signal, das Signal runtermischen. Ähnlich wie es in 
funkgeräten gemacht wird.
MfG
shee2e

: Bearbeitet durch User
von Karl O. (knorke)


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No way ohne Trigger und repetitive Signale. Versuch es hier mal:

http://www.batronix.de

von karl (Gast)


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Runter mischen und wirklich gut filtern. Erhält aber trotzdem die 
Bandbreite von 20 kHz. Um die vernünftig auszunutzen wird es dann ein 
Quarz filter?

Die signal Form wird sicher nicht so sein weite du erwartest oder 
hoffst...

von Peter S. (peersteens)


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Ich habe mal unter dem Stichwort "runtermischen" gesucht, habe aber 
nicht konkret gefunden, wie man es schaltungstechnisch umsetzt. Kann mir 
jemand Näheres sagen, oder einen Tipp geben, wo ich was finde?

von LostInMusic (Gast)


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>eine Schaltung, die die Frequenz teilt, und dabei
>aber die Kurvenform des Signals erhält

Das ist unmöglich.

von Peter S. (peersteens)


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LostInMusic schrieb:
>>eine Schaltung, die die Frequenz teilt, und dabei
>>aber die Kurvenform des Signals erhält
>
> Das ist unmöglich.

Echt? Das überrascht mich zwar, weil es ja an sich was recht Einfaches 
ist, oder sich wenigstens für mich so anhört, aber dann werde ich die 
Sache wohl vergessen. Es sei denn, bei dem "Runtermischen" kommt was 
Interessantes heraus, und sei es nur zum Ausprobieren, muss nichts 
Perfektes sein.
Kann mir jemand sagen, wo ich dazu was Genaues finde?

von Simpel (Gast)


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Da ohnehin der PC dabei im Spiel ist, könnte man das Signal sampeln und 
über eine FFT-Routine prozessieren und an das Soft-Oszi ausgeben.

Es gibt im Audiobereich Software, die das Musikstück transponieren 
(Tonhöhe verändern) kann, ohne die Geschwindigkeit zu verändern und 
umgekehrt.
(Die gibt es sogar als Winamp Plugin)

Inwieweit solche Software für höhere Frequenzen tauglich ist, weiß ich 
nicht. Die Bandbreite und Samplingrate wird ja schon durch die 
Samplinghardware begrenzt, mit der das Originalsignal digitalisiert 
wird. Eine Standard-Soundkarte als Sampling-Unit scheidet somit aus.

Prinzipiell müsste es auf diese Weise möglich sein, signaltreue 
Frequenzteilungen zu produzieren. Aber die Kosten für fertige 
High-Speed- Sampling-Karten und darauf abgestimmte Software, dürften 
letztlich auf dem Level liegen, wo du schon ein "richtiges" Oszi mit 
entsprechender Bandbreite bekommst.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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Peter Stein schrieb:
>Es sei denn, bei dem "Runtermischen" kommt was
>Interessantes heraus, und sei es nur zum Ausprobieren, muss nichts
>Perfektes sein.
>Kann mir jemand sagen, wo ich dazu was Genaues finde?

Beim Runtermischen bleibt die Kurvenform auch nicht erhalten,
nur die Hüllkurve falls das Signal moduliert ist.
Runtermischen macht man bei Radios oder Kurzwellenempfänger.
Such mal nach Diodenringmischer.

von Carsten S. (dg3ycs)


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Hi,

Peter Stein schrieb:
> LostInMusic schrieb:
>>>eine Schaltung, die die Frequenz teilt, und dabei
>>>aber die Kurvenform des Signals erhält
>>
>> Das ist unmöglich.
>
> Echt? Das überrascht mich zwar, weil es ja an sich was recht Einfaches
> ist, oder sich wenigstens für mich so anhört, aber dann werde ich die
> Sache wohl vergessen.

Es ist wirklich wirklich unmöglich bei der Frequenzteilung die 
Kurvenform zu erhalten! Zumindest so wie du dir das Vorstellst bzw. 
deine Soundkarte das Signal dann verarbeiten kann.

Natürlich kann man ein Signal samplen und dann langsamer ausgeben. Aber 
das erst einmal vorraus das man das hochfrequentere Signal ordentlich 
verarbeiten kann - und das ist gerade bei dir nicht gegeben.
Mal abgesehen davon das nach dem Samplen die daten eh digital vorliegen. 
Zudem hat das nichts mit Frequenzteilung zu tun.

Bei einer echten Frequenzteilung wird genauso wie bei einem Mischvorgang 
die Kurvenform drastisch verändert.
Das einzige was du beim Mischen mehr an Informationen gegenüber der 
Frequenzteilung erhalten kannst ist die Relative Information über die 
Höhe und Phasenänderungen der Amplitude. Aber nichts zur Kurvenform.

Die sonstigen Informationen die du zur Originalgetreuen Darstellung der 
Kurve brauchst wirst du auch nach einem Mischvorgang nicht mit deiner 
Soundkarte erfassen können.
In der Theorie, mit hochgenauen Zeitbasen, intelligenten Filtern und 
komplexer Signalverarbeitung gäbe es zwar einen Weg durch mischen auch 
hinter einem Tiefpass noch genug Informationen für eine originalgetrue 
Rekonstruktion eines periodischen Signals mit einer Frequenz die weit 
über der Grenzfrequenz des TP liegt zu erfassen. Aber die dafür 
notwendige Hardware ist schon ein klein wenig aufwendiger als die 
Soundkarte eines PC. Von der SW ganz zu schweigen... Ein neues Skope 
käme deutlich billiger, von gebrauchten ganz zu schweigen.

Gruß
Carsten

: Bearbeitet durch User
von Kein Name (Gast)


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Lass dir nichts einreden.

Das sind alles Agenten von Hameg und Agilent.

Sobald sich rumspricht, daß eine Soundkarte und ein Runtermischer 
ausreichen, können diese Firmen ihre teuren Oszilloskope nicht mehr 
verkaufen.

von dieter (Gast)


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Kein Name schrieb:
> können diese Firmen ihre teuren Oszilloskope nicht mehr
> verkaufen.

Bla bla bla ! Brauchbare Oszis für Bastler sind gar nicht mehr so teuer.

von Werner M. (Gast)


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Peter Stein schrieb:
> Allerdings gibt meine Soundkarte wie erwartet bei etwa
> 22KHz auf. Nun möchte ich den Messbereich dadurch erweitern, dass ich
> einen Frequenzteiler dazwischenschalte.

"große" Oszilloskope haben/hatten im Digitalteil das gleiche Problem. 
Die konnten z.B. nur mit 1GSa/s digitalisieren. Für höhere Frequenzen 
haben sie dann die Periodizität der Signale ausgenutzt und über 
Equivalent Time Sampling die digitale Signalform aus mehreren, 
nacheinander zeitversetzt abgetasteten Perioden des Eingangssignals 
zusammengesetzt. Das erfordert einen zeitlich sauber arbeiteten 
Sample-and-Hold Verstärker und erhöht dann die virtuelle Abtastrate 
vielleicht um einen Faktor 10 oder etwas mehr.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Sampling-Osziilloskop ist der Begriff.
Es gibt "Sample-and-hold" ICs von Analog  Devices, damit könnte man es 
versuchen.
http://www.analog.com/en/specialty-amplifiers/sampletrack-and-hold-amplifiers/products/index.html

MIt einem DDS als Takt und einem genügend frequenzstabilen 
Eingangssignal könnte das klappen. Ich habe mal mit einem SMP04 
experimentiert, der ist auch hier in der Tabelle mit 5 Dollar der 
preigünstigste.
Acquisition Time (to .01%) 3,5 µs, das wäre eine halbe Schwingung von 
143 kHz als Maximalfrequenz - aber eben für 0,01 %, ungenauer gehts noch 
etwas höher.
Der Sampling-Mischer mischt auch die Harmonischen auf Niederfrequenz 
herunter, daher wird tatsächlich die hochfrequente Kurvenform 
dargestellt.

von Peter S. (peersteens)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Der Sampling-Mischer mischt auch die Harmonischen auf Niederfrequenz
> herunter, daher wird tatsächlich die hochfrequente Kurvenform
> dargestellt.

Ja, das wäre dann doch ein interessanter Versuch. Zwar habe ich den 
Verdacht, dass ich damit zunächst etwas überfordert bin, aber ich werde 
mir auf jeden Fall mal die auf der Seite stehenden Datenblätter 
durchsehen.

Danke denen, die sich mit der Frage befasst haben.

von Christian L. (cyan)


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Wenn es nur um sich wiederholende Signale handelt, könnte das hier 
vielleicht sehr interessant sein:

http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/45-11/soundcard.html

von oszi40 (Gast)


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> SN7490 ICs
Da kommt nur ein Rechteck raus.

Für einfache analoge Versuche wäre ein altes Tonbandgerät mit mehreren 
Geschwindigkeiten eine simple Möglichkeit. Da aber im TB-Signalweg nicht 
alles linear zugeht (z.B. Entzerrerverstärker) sollte man keine Wunder 
erwarten.

von Ulrich (Gast)


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Ein Technik so ähnlich wie mit dem Tonband, also erst aufnehmen und dann 
langsamer abspielen hat man bei DSOs auch schon mal benutzt. Das war 
allerdings kein Tonband sondern eine Eimerkette (CCD) als analoger 
Speicher für z.B. 1000 Punkte.

So abwegig ist das also gar nicht, nur sind die Eimerketten ICs ziemlich 
aus der Mode gekommen.

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