Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Math Funktionen beim DSO nutzen


von Philipp G. (geiserp)


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Hallo zusammen

Ich würde gerne die Math Funktionen im DSO nutzen und verstehen können. 
Hat mir jemand einen Tipp, wie ich mit einer kleinen Schaltung (oder was 
auch immer) eine Testumgebung aufbauen kann?

Ich würde gerne verstehen, was die machen und wie ich diese in der 
Praxis nutzen kann. FG ist vorhanden.

Gruss, Philipp

von Pandur S. (jetztnicht)


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Und das waeren was fuer welche Funktionen ?

von Philipp G. (geiserp)


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Diese:

+
Addieren, Anwendungsbeispiel? Beispiel aus der Praxis?

-
Substrahieren, Anwendungsbeispiel? Beispiel aus der Praxis? ->(Nutzt man 
das um identische Signale zu vergleichen [die identisch sein sollten]?)

*
Multiplizieren, Anwendungsbeispiel? Beispiel aus der Praxis?

FFT
hierzu würde ich die Ergebnisse gerne mit dem Analog speki vergleichen.

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Naja, Addieren, Subtrahieren und Multiplizieren sind ja wohl trivial.

Add[i] = A[i] + B[i]
Sub[i] = A[i] - B[i]
Mul[i] = A[i] * B[i]

FFT ist, jawohl, eine FFT. Gurggel oder Wikipedia sollten da helfen.

Wo liegen denn die Schwierigkeiten ?

: Bearbeitet durch User
von Philipp G. (geiserp)


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Jetzt Nicht schrieb:
> Naja, Addieren, Subtrahieren und Multiplizieren sind ja wohl
> trivial.
> FFT ist, jawohl, eine FFT. Gurggel oder Wikipedia sollten da helfen.
>
> Wo liegen denn die Schwierigkeiten ?

Mag für Dich als Pro trivial sein, ich möchte halt wissen wie man das in 
der Praxis braucht. - kann ich mir ja zumindest so vorstellen, als das 
man halt Signale vergleicht, sowas wie ein compare (oder diff) in der IT 
eines ascii files:)

Bei + und * hörts für mich aber auf.

FFT.
Ich kenne die Fourier Analyse (theoretisch). Ich möchte halt mal eine 
Schaltung bauen mit der ich FFT nuten kann. Was weiss ich, vielleicht 
harmonische Verzerrungen bei einem Kabel messen? Ein nicht geschirmtes 
Kabel mit einem (gut) geschirmten Kabel vergleichen? Für so einen Aufbau 
bräuchte ich halt Hilfe.

Nutzt mir ja nix wenn ich einfach auf Auto drücke und dann auf FFT und 
eine lustige Kurve dargestellt bekomme. Ich möchte die Kurve verstehen 
und interpretieren können, und dazu einen Versuchsaufbau.

Ey guck mal FFT.
Gut, und was ist das?
Das ist die schnelle Fourier Tranformation (klingt ja cool).
Geil, und was macht das?
Kein Plan.

Das möchte ich ändern.

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Die trivialen Funktionen hab ich verspaetet beschrieben. Geht einfach 
punktweise.

FFT ist auf einem Oszilloskop nicht so der Hammer, da die 8 Bit des ADC 
nur eine Dynamik von 32dB oder so haben.
Macht nichts. Da wird also eine schnellere Version der Fourier 
Transformation abgespult. Unter anderem vom Zeit- in den Frequenzbereich 
transformieren.
Dessen Funktionalitaet solltest du schon begriffen haben bevor du sie 
einsetzen kannst. Das ist alles auch bei Wikipedia beschrieben.

: Bearbeitet durch User
von Klaus (Gast)


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Markus Huber schrieb:
> Ein nicht geschirmtes
> Kabel mit einem (gut) geschirmten Kabel vergleichen?

Einen Sinus mit einem Rechteck vergleichen? Oder noch Dreieck und 
Sägezahn dazu nehmen?

Oder auch: ein Kanal Spannung, der andere Strom. Das Produkt?

MfG Klaus

von Philipp G. (geiserp)


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Jetzt Nicht schrieb:
> Die trivialen Funktionen hab ich verspaetet beschrieben. Geht
> einfach
> punktweise.

Ja hast Du. Verstehe ich auch. Nur nenne mir doch bitte mal ein paar 
Beispiele aus der Praxis.

> FFT ist auf einem Oszilloskop nicht so der Hammer, da die 8 Bit des ADC
> nur eine Dynamik von 32dB oder so haben.
> Macht nichts. Da wird also eine schnellere Version der Fourier
> Transformation abgespult. Unter anderem vom Zeit- in den Frequenzbereich
> transformieren.
> Dessen Funktionalitaet solltest du schon begriffen haben bevor du sie
> einsetzen kannst. Das ist alles auch bei Wikipedia beschrieben.

Ich bin mir nicht sicher, ob hier ALLE den Wiki Artikel verstehen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Schnelle_Fourier-Transformation

Ich verstehe das so: Das DSO wendet den FFT Algorhytmus an, und stellt 
so die Kurve dar. Im Prinzip dasselbe was ein Spektrum Analyzer macht: 
Alle in einem Signal enthaltenen Frequenzen werden auf einer Kurve 
dargestellt (in einem definierten Frequenzbereich (Korrigiere mich wenn 
ich Schrott schreibe).

Nur damit habe ich noch keinen Versuchsaufbau.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Der Vorteil diese Funktionen auf dem Oszilloskop zu machen, ist, dass 
das Signal nicht repetitiv sein muss, was zB bei einem Spektrum Analyzer 
der Fall sein muss. Und wenn man nicht repetitive Signale durch einen 
Spektrum analyzer laesst muss man aufpassen. Das Oszilloskop kann auf 
singleshot arbeiten. Der Spektrum analyzer nicht.

Man sollte die beiden Geraete (Oszilloskop  und Spektrum Analyzer) nicht 
vergleichen, auch wenn sie etwas aehnliches machen. Das eine kann das 
andere nicht ersetzen. In der Regel.

: Bearbeitet durch User
von Klaus (Gast)


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Klaus schrieb:
> Einen Sinus mit einem Rechteck vergleichen? Oder noch Dreieck und
> Sägezahn dazu nehmen?
>
> Oder auch: ein Kanal Spannung, der andere Strom. Das Produkt?
>

Markus Huber schrieb:
> Nur damit habe ich noch keinen Versuchsaufbau.

Funktionsgenerator direkt, mit RC-Glied, ...

MfG Klaus

von Doch_Gast (Gast)


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FFT: 1 Meter unbeschirmtes Kabel als "Signalquelle" und du kannst die 
Radiosender in deiner Nähe sehen.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Doch_Gast schrieb:
> Radiosender in deiner Nähe

Nette Idee. :-)

Nimm ein DDS-Modul aus China (Ebay, Ali, ...) mit einem dieser vielen 
DDS-ICs, z.B. AD5930,  AD9833, AD9837, AD9838, AD5932, AD9834, ...

David macht gerade sowas, siehe
Beitrag "AD9833 mittels STM32F072 per SPI ansteuern"

: Bearbeitet durch User
von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Jetzt Nicht schrieb:
> Der Vorteil diese Funktionen auf dem Oszilloskop zu machen, ist, dass
> das Signal nicht repetitiv sein muss, was zB bei einem Spektrum Analyzer
> der Fall sein muss. Und wenn man nicht repetitive Signale durch einen
> Spektrum analyzer laesst muss man aufpassen. Das Oszilloskop kann auf
> singleshot arbeiten. Der Spektrum analyzer nicht.

Das mag für klassische (superhet) SAs stimmen, moderne Analyzer 
...ziemlich beeindruckend was die teilweise so können.

von Frank (Gast)


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Naja, der Vorteil ist halt das du sozusagen live mathematische 
Funktionen auf eine oder mehrere Kanäle anwenden kannst.
Nehmen wir an du hast einen Drehgeber mit Sin/Cos Spuren. Beide Spuren 
haben unterschiedliche Offsets.
Dann kannst du über (o.ä.)
direkt den Winkel berechnen und anzeigen lassen.

Genauso kannst du auch einfach mal Offsets aus einem Kanal 
entfernen/hinzufügen. Wenn du nun z.B. Kenngrößen aus der neuen Kurve 
berechnen lässt (RMS o.ä.) dann stimmen die Werte gleich.

Einfacher Aufbau für FFT:
Nimm deinen  Funktionsgenerator und erzeuge ein möglichst 
gleichverteiltes breitbandiges Rauschen. An den Ausgang schließt du 
einen RC oder LC Tiefpass/Hochpass an und misst einmal vor und einmal 
hinter dem Filter. Von beiden Kurven lässt du dir dann die FFT 
berechnen.

Alternativ erzeuge einen schlechten Sinus z.B mit einer Mini-Oberwelle. 
Die wirst du im Zeitbereich nicht sehen. Im Frequenzbereich schon ;-)

von Frank (Gast)


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Achso...oder noch ein negativ Beispiel:
Fasse mal nur die Messspitze vom Tastkopf an und mach ne FFT.
Was für ne Frequenz siehst du?

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Frank schrieb:
> Was für ne Frequenz siehst du?
Geratene Antwort eines Ermüdeten (0:27 Uhr): 50 Hertz + Oberwellen?

: Bearbeitet durch User
von Cyberfuzzy (Gast)


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Hallo Markus,

hier ein Beispiel wo ich die Math Funktion benötige:

Du hast eine Halbbrücke mit zwei N-Kanal MOSFETS:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Synchronwandler_MOSFET.svg

Du möchtest die Gate-Source Spannung am Highside-MOSFET (T1) messen und 
hast keinen Differenztastkopf zur Verfügung. Die Masse deiner Schaltung 
ist mit Erde verbunden, deshalb kannst du nicht einfach die Masse eines 
normalen Tastkopfes am Source von T1 anschließen. Also nimmst du zwei 
Tastköpfe. Der erste Tastkopf (Kanal 1) wird am Gate von T1 
angeschlossen, der zweite am Source (Kanal 2). Beide Massen von den 
Tastköpfen werden am Source von T2 angeschlossen (Masse der gesamten 
Schaltung und Erde). Dann nimmst du die Math-Funktion vom Oszi und 
stellst folgendes ein: Kanal 1 - Kanal 2. Damit hast du die Differenz 
der beiden Potentiale gebildet und siehst die Gate-Source Spannung von 
T1.

Hinweis: Wenn man hier mit hohen Spannungen arbeitet, muss man 
aufpassen, dass die maximal zulässigen Spannungen von den Tastköpfen und 
vom Oszi nicht überschritten werden, obwohl die Gate-Source Spannung 
unter 20 V ist!

Ich hoffe ich habe es halbwegs verständlich erklärt?

Grüße
Cyberfuzzy

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Der Differenzialtastkopf-für-Arme wurde schon genannt, dafür braucht man 
Subtraktion. Multiplikation ist nützlich wenn auf einem Kanal die 
Spannung gemessen wird, auf dem anderen Kanal der Strom. So kann man 
sich die Leistung anschauen.

Beachte aber daß die Math-Funktionen gerade bei kleinen DSOs recht lahm 
sind und deshalb nicht unbedingt die Realität abbilden.

: Bearbeitet durch User
von Salam (Gast)


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Beschreiben sie in wenigen Worten die Funktionsweise eines DSO.
Beschreiben sie in wenigen Worten wie Signale bei einem DSO erfasst 
werden.
Gehen Sie dabei vertiefend auf den Begriff „Sampling Rate“ ein
Beschreiben Sie das Nyquist-Theorem
kann wer mir dabei Helfen?

von Hannes (Gast)


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Klingt nach Hausaufgaben. Was ist die konkrete Frage? Welcher 
Loesungsansatz wurde schon aufgestellt, was ist unklar?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Hannes schrieb:
> Klingt nach Hausaufgaben
Nicht nur das. Das klingt nach einem faulen Schüler der sich seine 
Hausaufgaben im Internet machen läßt.
Wenigstens hat er die Aufgabenstellung richtig kopiert.

von Samson (Gast)


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Joggel E. schrieb:
> dass das Signal nicht repetitiv sein muss, was zB bei einem Spektrum
> Analyzer der Fall sein muss.

Um einen ehemaligen Lehrer von mir zu zitieren:
Völliger Bledsinn!

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