Hallo wenn man Rechtecksignale auf dem Oszilloskop betrachtet so sind diese Signale nie ideal, es gibt immer erst mal ein Überschwingen zu Beginn und weitere Erscheinungen,was aber in der praktischen Anwendung, wie z.B. Taktsignal für einen µC keinen Einfluss auf das Funktionieren hat. Warum gibt es kein perfektes Rechtecksignal? Alle Signale lassen sich aus Sinussignale zusammensetzen wenn ich das richtig verstanden habe. Hängt das damit zusammen? Reale Bauelemente und Schaltungen haben parasitäre Induktivitäten und Kapazitäten welche aber bei guten Layout, insbesondere bei SMD, sehr gering sind. Sind das die Ursachen dafür das ein Rechtecksignal nie perfekt sind? Verfälscht eventuell auf das Oszilloskop selbst elektrisch das Signal (Tastkopf ?), bzw. prinzipiell durch die immer die vorhandene Grenzfrequenz und gewählte Bandbreite. Wenn ja wie minimiert, oder viel wichtiger berücksichtigt, erkennt und bewertet man diese Effekte? Über eine verständliche Erklärung bzw. Links zu solchen, also ohne hohe Mathematik, würde ich mich freuen. Zick-Zack
Stell dir Wasser vor das durch Rohre fließt. Kannst du dir ein Ventil vorstellen das absolut abrupt einen Wasserstrahl einschaltet und wieder ausschaltet - also so wie du dir das mit dem elektrischen Rechtecksignal vorstellst? Du hast in jedem der Physik unterworfenen System gewisse Trägheitsmomente die für Überschwingen und Nachlaufen verantwortlich sind. Anders formuliert und das hab ich hier irgendwo gelesen: Die Kunst in der Leistungselektronik ist nicht dicke Ströme zu schalten sondern das man das Schalten nicht im Radio nebendran hört. Hoffe das hat dir beim Verständniss geholfen. Grüße
Zick-Zack schrieb: > Alle Signale lassen sich aus Sinussignale zusammensetzen wenn ich das > richtig verstanden habe. > Hängt das damit zusammen? Ja. Dein Oszilloskop hat keine unendlich große analoge Bandbreite, deshalb werden immer ein Teil der Oberschwingungen gedämpft. Besonders stark merkt man das natürlich dann am Übergang vom senkrechten zum waagrechten Part, weil hier die Änderung der Steigung (zweite Ableitung des Rechtecksignals) von unendlich auf 0 besonders groß ist. Zick-Zack schrieb: > Verfälscht eventuell auf das Oszilloskop selbst elektrisch das Signal > (Tastkopf ?), bzw. prinzipiell durch die immer die vorhandene > Grenzfrequenz und gewählte Bandbreite. Genau. Der Tastkopf hat indirekt einen Einfluss, weil er natürlich seinen Beitrag zur analogen Bandbreite liefert. Außerdem verzerrt er das Signal, wenn der kleine Trimmkondensator nicht richtig abgestimmt ist, weil dann verschiedene Frequenzen unterschiedlich stark gedämpft werden. Hier kannst du sehen wie sich die Anzahl der Oberschwingungen auf die "Echtheit" des Rechtecks auswirkt: https://de.wikipedia.org/wiki/Rechteckschwingung#Fouriersynthese
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Da solltest du nebenan im Forum für Platinen fragen. Die Hälfte der Diskussionen geht um die Fragen, wie gut müssen die Signale sein und wie bekommt man das in der Praxis hin.
Soll das auch für das Testsignal des Oszilloskop gelten? Da müsste das Signal perfekt aussehen. Wenn nicht, hat dein Messgerät ne Macke. Zick-Zack schrieb: > Warum gibt es kein perfektes Rechtecksignal? Die gibts schon, wenn Signalquelle und Senke von der Impedanz angepasst sind. > Alle Signale lassen sich aus Sinussignale zusammensetzen wenn ich das > richtig verstanden habe. Alle Signale? Ein Rechteck, besteht aus unendliche vielen Sinus- Oberwellen die sich in Amplitude und Phase soweit aufheben, dass eine gerade Linie entsteht. > Hängt das damit zusammen? So ganz hast du es wohl noch nicht verstanden? > Reale Bauelemente und Schaltungen haben parasitäre Induktivitäten und > Kapazitäten welche aber bei guten Layout, insbesondere bei SMD, sehr > gering sind. Nicht nur B+S, auch Leitungen. Ganz fies sind Dämpfung und Reflexionen. Trotzdem verzerren die so manches Rechtecksignal. > Sind das die Ursachen dafür das ein Rechtecksignal nie perfekt sind? Das kommt auf die Schaltung an. Mal so ein paar Bauteile zusammen zu stöpseln reicht natürlich nicht. Da wäre es reines Glück wenn es gleich störungsfrei wäre. > Verfälscht eventuell auf das Oszilloskop selbst elektrisch das Signal > (Tastkopf ?), bzw. prinzipiell durch die immer die vorhandene > Grenzfrequenz und gewählte Bandbreite. Wenn das Messgerät und Tastkopf (abgeglichen) in Ordnung sind, dürfte zumindest die Fehlerquelle ausgeschlossen sein. Dafür ist in den Geräten für gewöhnlich ein Testgenerator eingebaut den man nutzen kann. > Wenn ja wie minimiert, oder viel wichtiger berücksichtigt, erkennt und > bewertet man diese Effekte? Durch Wissen und Überprüfen.
Zick-Zack schrieb: > es gibt immer erst mal ein Überschwingen zu Beginn Dem widerspreche ich - bei den anderen Punkten hast du recht. Bis auf die endliche Anstiegszeit und die nicht perfekten Ecken an den Übergängen zwischen Flanke und dem flachen Teil kann man schon ein perfektes Rechtecksignal auf der Platine haben und auch messen (innerhalb der Meßauflösung), so man eine Signalterminierung, eine ordentliche Z-Leiterbahn, eine breitbandiges Skope mit breitbandigem Tastkopf hat und auch die Tastkopf-GND-Anbindung richtig gewählt wurde. Felix U. schrieb: > Hier kannst du sehen wie sich die Anzahl der Oberschwingungen auf die > "Echtheit" des Rechtecks auswirkt: Man muss dabei aber aufpassen. Das Gibb'sche Phänomen ist nur bei der Synthese eines Rechtecks so deutlich. Eine bandbegrenzende Messeinrichtung zeigt das nicht so.
Cerberus schrieb: > Zick-Zack schrieb: >> Warum gibt es kein perfektes Rechtecksignal? > > Die gibts schon, wenn Signalquelle und Senke von der Impedanz > angepasst sind. Das ändert aber nichts daran, dass Quelle und Senke eine endliche Bandbreite haben. HildeK schrieb: > Zick-Zack schrieb: >> es gibt immer erst mal ein Überschwingen zu Beginn > > Dem widerspreche ich Dann Zeige mir mal eine nicht-unendliche Summe aus sini, die nicht überschwingt :) > Bis auf die endliche Anstiegszeit und die nicht perfekten Ecken an den > Übergängen zwischen Flanke und dem flachen Teil kann man schon ein > perfektes Rechtecksignal auf der Platine haben Nein. > und auch messen Ja, wenn dein Messgerät es geschickt interpoliert.
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Dann nimm mal einen RC-Tiefpass als Ersatz füür die endliche BB einer Messeinrichtung und gib da einen Sprung drauf. Wo sind da die Überschwinger? Die Synthese aus endlich vielen Sini ist nun mal was anderes. Einen Screenshot, der meine Aussage belegt, würde ich dir gerne zeigen, nur habe ich keinen zu Hause. Überschwinger oder Treppen in der Flanke kann ich beliebig produzieren, wenn ich die einfachsten Regeln aus der Leitungstheorie missachte.
HildeK schrieb: > Dann nimm mal einen RC-Tiefpass als Ersatz füür die endliche BB einer > Messeinrichtung und gib da einen Sprung drauf. Wo sind da die > Überschwinger? Das kommt darauf an wo der Sprung herkommt: Ist es ein realer Sprung ("auf der Platine"), dann hat er zwangsweise Überschwinger durch parasitäre Induktivitäten. Diese Überschwinger sind dann auch nach dem RC-Tiefpass noch da, aber sehr stark gedämpft (denn es gibt auch keine analogen Filter mit unendlich steiler Flanke). Ein simulierter, perfekter Sprung hat natürlich keine Überschwinger, aber es geht ja gerade darum, dass es den in der Realität nicht gibt. > Die Synthese aus endlich vielen Sini ist nun mal was anderes. Nein, es geht ja nicht um die Synthese. Es geht darum, dass ein reales Signal immer auf einer realen Leitung liegt. Und auf einer realen Leitung kann es nur Signale geben, die man (abschnittsweise) durch harmonische Synthese erzeugen kann. Dass es keine unendlichen Steigungen geben kann hast du ja selbst schon gesagt. > Einen Screenshot, der meine Aussage belegt, würde ich dir gerne zeigen, > nur habe ich keinen zu Hause. Da müsstest du mir einen Screenshot mit unendlicher Auflösung zuschicken ;)
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Zick-Zack schrieb: > es gibt immer erst mal ein Überschwingen zu Beginn Das Überschwingen ist schon eine Reaktion der "Umwelt" auf das Signal. Es kommt idR. von einer Reflexion. Siehe mal den Beitrag "Re: Signalproblem bei langem Kabel" und den Beitrag "Re: Serienwiderstand bei Hochfrequenz" Ganz oft ist auch "nur" der Messkopf falsch angeschlossen. Denn Masse ist nicht überall auf der Platine die gleiche Masse. Um zu sehen, was in einem System so los ist, schließe ich gern mal die Masseklemme an ein Eck der Platine an und messe die gegenüberliegende Masse und andere Massepunkte. Was man da sieht, sagt einiges über das Design aus...
Gute Tastköpfe, zehnerteiler, lassen sich kompensieren!
Drahti schrieb: > Stell dir Wasser vor das durch Rohre fließt. > > Kannst du dir ein Ventil vorstellen das absolut abrupt einen > Wasserstrahl einschaltet und wieder ausschaltet - also so wie du dir das > mit dem elektrischen Rechtecksignal vorstellst? > Besser ein Intercity, mit Volldampf gegen den Poller. Steht der sofort?
Ei der Daus schrieb: > Besser ein Intercity, mit Volldampf gegen den Poller. Steht der sofort? Kommt auf den Poller an. :-P
Zick-Zack schrieb: > Alle Signale lassen sich aus Sinussignale zusammensetzen wenn ich das > richtig verstanden habe. Vereinfacht gesagt, der springend Punkt ist: Alle Signale, egal welche, sind immer eine Mischung aus Sinus-Signalen. Es gibt sozusagen ist den Natur nichts anderes.
Felix U. schrieb: > Genau. Der Tastkopf hat indirekt einen Einfluss, weil er natürlich > seinen Beitrag zur analogen Bandbreite liefert. Normalerweise ist der Einfluss des Tastkopfes auf das Signal sogar sehr direkt. Und das Oszilloskop mit seiner Eingangskapazität hängt da auch noch dran, was sich bei einem passiven Tastkopf neben der Leitung zusätzlich auswirkt.
Da sieht man, was bei unterschiedlichen Frequenzen so geht: https://www.eevblog.com/forum/testgear/show-us-your-square-wave/
Lothar M. schrieb: > Ganz oft ist auch "nur" der Messkopf falsch angeschlossen. Denn Masse > ist nicht überall auf der Platine die gleiche Masse. Ein schönes Beispiel für "Masse ist nicht überall die gleiche Masse" liefert der EEVBlog beim Teardown des HMO1202. Beachte den schönen Überschwinger den die zu lange Masse des Tastkopfes selbst verursacht. Abhilfe: Einfach den Tastkopf an den Kontakten direkt einhängen (kurze Masse). Siehe ab Minute 38:00 https://www.eevblog.com/2016/01/20/eevblog-842-rohde-schwarz-hmo1202-oscilloscope-teardown/
> Alle Signale lassen sich aus Sinussignale zusammensetzen wenn ich das > richtig verstanden habe. > Hängt das damit zusammen? Ja. In einem idealen Rechtecksignal stecken unendlich viele Sinussignale drinn, die dann auch noch unendlich hohe Frequenzen aufweisen. In der Realität werden die hohen Frequenzen nicht vorkommen. Entweder fehlen sie schon bei der Quelle, oder werden am Eingang des Oszis weggefiltert.
Ein Rechtecksignal wie Du es Dir vorstellst gibt es nur auf dem Papier! So einfach ist das! Selbst die Theorie hat damit Probleme. Also unendlich hohe Teilfrequenzen; kein Widerstand im System; keine Kapazitäten und keine Induktivitäten, die schummeln können. Und am Ende einen Widerstand, wie es ihn nur im Lehrbuch gibt.
> Dann nimm mal einen RC-Tiefpass als Ersatz
Das wäre nur ein lausiger Ersatz, der die Eigenschafter der
tatsächlichen Leitung und des Messgerätes nichtmal ansatzweise
simuliert.
Da fehlt zum Beispiel ganz offensichtlich die induktive Komponente.
Zick-Zack schrieb: > wenn man Rechtecksignale auf dem Oszilloskop betrachtet so sind diese > Signale nie ideal, es gibt immer erst mal ein Überschwingen zu Beginn > und weitere Erscheinungen,was aber in der praktischen Anwendung, wie > z.B. Taktsignal für einen µC keinen Einfluss auf das Funktionieren hat. > > Warum gibt es kein perfektes Rechtecksignal? Wenn wirklich alle Rechtecksignale, die du dir auf deinem Oszilloskop anschaust, solche Macken haben, dann ist das Oszilloskop kaputt.
Im Gegenteil. Wenn mein Oszi mir einen perfekten Rechteck zeigen würde, würde ich von einem Defekt des Oszis ausgehen.
Stefan U. schrieb: >> Dann nimm mal einen RC-Tiefpass als Ersatz > > Das wäre nur ein lausiger Ersatz, der die Eigenschafter der > tatsächlichen Leitung und des Messgerätes nichtmal ansatzweise > simuliert. Es ging auch darum, dass das Fehlen höherfrequenter Komponenten in einem ursprünglichen Rechtecksignal nicht zwangsweise Überschwinger zeigt, wie sie bei der Synthese aus Sinussignalen endlich vieler Frequenzen 2n+1 unvermeidlich auftreten (Gibb) - meines Wissens sogar, wenn unendlich viele Frequenzen berücksichtigt werden.
Axel S. schrieb: > Wenn wirklich alle Rechtecksignale, die du dir auf deinem Oszilloskop > anschaust, solche Macken haben, dann ist das Oszilloskop kaputt. Furier schrieb: > Im Gegenteil. Wenn mein Oszi mir einen perfekten Rechteck zeigen würde, > würde ich von einem Defekt des Oszis ausgehen. Meine Fresse, lern lesen! Ich schrieb "alle Rechtecksignale", du "einen perfekten Rechteck". Muß ich dir den Unterschied wirklich erklären? Und für so einen Blödsinn wirst du noch positiv bewertet. Das Forum geht wirklich langsam aber sicher vor die Hunde. Das ganze Gelaber über Oberwellen weiter vorn ist zwar korrekt, aber irrelevant. Der TE hat nichts(!) über die Frequenz seines Rechtecks gesagt. Ein Rechteck mit z.B. 1kHz enthält keinen nennenswerten Oberwellen in einem Bereich, wo herkömmliche Oszis oder Tastköpfe schwächeln. So etwas kann man im Rahmen dessen, was so ein Oszi überhaupt darstellen kann, durchaus "perfekt" erzeugen. In Anbetracht der provokativen Betreffzeile und angesichts der Tatsache, daß der TE nicht wieder aufgetaucht ist, halte ich den ganzen Thread für eine (gelungene) Trollerei.
Moin. Axel, du magst Recht haben. Es bleibt die Tatsache, das es ein Rechtecksignal nur auf dem Papier gibt. In der realen Welt wird es immer nur ein Trapez, und zwar unabhängig davon, ob man das Vorhandene oder das Angezeigte meint. MfG Micha
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> Meine Fresse, lern lesen! > Ich schrieb "alle Rechtecksignale", du "einen perfekten Rechteck". Grüß dich Axel, naja - Bei mir haben alle Rechtecksignale die ich mir am Oszi anschaue solche Macken. Übrigens ganz unabhängig vom Oszi. Unter "Macken" verstehe ich die vom TO genannten Abweichungen vom perfekten Rechtecksignal. Herzliche Grüße, Furier
Wenn ein "Rechteck" nur ansatzweise so aussehen soll, dann muß das Oszi die 10..20fache Frequenz darstellen können. Oder man benutzt keinen Oskar, sondern einen Kurt. Der kann "ideales Rechteck".
Carl D. schrieb: > Wenn ein "Rechteck" nur ansatzweise so aussehen soll, dann muß das Oszi > die 10..20fache Frequenz darstellen können. Ja, und wie sieht es dann aus, wenn das nicht erfüllt ist? Kommen dann plötzlich die Überschwinger? Darum gings mir ganz oben und wenn Fourier immer Überschwinger sieht, dann - hat er seine Schaltung falsch designed - seinen Layouter nicht im Griff - weiß er nicht, wie man einen Tastkopf korrekt anschließt - oder eine Quelle, die diese Überschwinger bereits abliefert. An einem Skope mit zu geringer BB liegts nicht, eher an einem zu schnellen und den genannten Punkten.
HildeK schrieb: > Ja, und wie sieht es dann aus, wenn das nicht erfüllt ist? Kommen dann > plötzlich die Überschwinger? Jap, also wenn es an der analogen Bandbreite scheitert. Ob das Oszi die dann aber anzeigen kann wenn es eh schon am Limit ist, sei dahingestellt
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HildeK schrieb: > Carl D. schrieb: >> Wenn ein "Rechteck" nur ansatzweise so aussehen soll, dann muß das Oszi >> die 10..20fache Frequenz darstellen können. > > Ja, und wie sieht es dann aus, wenn das nicht erfüllt ist? Kommen dann > plötzlich die Überschwinger? Darum gings mir ganz oben und wenn Fourier > immer Überschwinger sieht, dann > - hat er seine Schaltung falsch designed > - seinen Layouter nicht im Griff > - weiß er nicht, wie man einen Tastkopf korrekt anschließt > - oder eine Quelle, die diese Überschwinger bereits abliefert. > An einem Skope mit zu geringer BB liegts nicht, eher an einem zu > schnellen und den genannten Punkten. Naja, mein Einwurf ist missverständlich, da ich unter "Macken" nicht alle Abweichungen vom idealen Rechteck zugleich verstand, sondern diese mit einem "oder" verknüpft sehe. Es tritt also immer irgendeine "Macke" im Signal auf. Das muss nicht zwingend immer ein Überschwinger sein. Insofern ist Axels Hinweis schon auch richtig. ;-)
Zick-Zack schrieb: > Warum gibt es kein perfektes Rechtecksignal? Aus demselben Grund aus dem es keinen perfekten Kreis gibt. Du bist nichmal zeichnerisch in der Lage ein perfektes Rechteck darzustellen. Das perfekte Rechtecksignal ist eine Vorstellung die nur in Deinem Kopf existiert.
J. C. schrieb: > Das perfekte Rechtecksignal ist eine Vorstellung die nur in Deinem Kopf > existiert. ...und auch der ist keine perfekte Kugel. :) -Feldkurat-
Wenn Ich so eine These wie direkt über mir lesen muss, frage ich mich, ob nicht die wissenschaft immer esotherischer wird. SELBSTVERSTÄNDLICH KANN MAN KREISBAHNEN BESCHREIBEN; ZEICHEN UND SOGAR FLIEGEN! Oh, Herr, wirf Hirn vom Himmel ...
Netter Tippgeber schrieb: > Alle Signale, egal welche, sind immer eine Mischung aus > Sinus-Signalen. Es gibt sozusagen ist den Natur nichts anderes. die Darstellung von periodischen Signalen durch Überlagerung von Sinusfunktionen ist kein Naturgesetz, sondern ein mathematisches Verfahren des Herrn Fourier mit dessen Hilfe man sehr schön rechnen kann
Walter S. schrieb: > Netter Tippgeber schrieb: >> Alle Signale, egal welche, sind immer eine Mischung aus >> Sinus-Signalen. Es gibt sozusagen ist den Natur nichts anderes. > > die Darstellung von periodischen Signalen durch Überlagerung von > Sinusfunktionen ist kein Naturgesetz, sondern ein mathematisches > Verfahren des Herrn Fourier mit dessen Hilfe man sehr schön rechnen kann Das ist korrekt. Die Orthogonalbasis aus sin() und cos() Funktionen ist nur eine mögliche derartige Basis und es gibt unendlich viele weitere mögliche Basen. Es gibt sogar auch welche, die noch einfacher zu handhaben sind, z.B. Wavelet-Funktionen. ABER das ändert genau gar nichts an der Grundaussage, daß eine Funktion mit einem unendlichen harmonischen Spektrum in der Realität nicht exakt darstellbar ist, weil das eine unendliche Bandbreite benötigen würde. Genau genommen gilt das für praktisch jedes Signal, ausgenommen sind lediglich die sehr langweiligen Signale aus einer (oder wenigen) Harmonischen. Genauso muß man aber festhalten, daß es in der Praxis eben gerade nicht auf eine exakte Reproduktion ankommt, schon weil die Meßmittel diesem Ideal gar nicht gerecht werden. Ich lehne mich nicht zu weit aus dem Fenster, wenn ich behaupte, daß es deutlich weniger aufwendig ist, ein Rechteck zu erzeugen das von dem bestmöglichen Meßinstrument (sagen wir: einem Oszilloskop) als "ideales" Rechteck angezeigt wird als umgekehrt ein Oszilloskop zu bauen, das das Rechtecksignal aus der bestmöglichen Quelle als "nichtperfekt" entlarvt. Das ist das ganz normale Gegenspiel aus "exakt" und "technisch realisierbar". Wogegen ich mich hingegen nach wie vor verwahre, ist der Versuch, technisch unzulängliche Ansätze zu entschuldigen, indem man darauf hinweist, daß eine exakte Lösung ja sowieso nicht existiert. Wenn das Ingenieurwesen so funktioniern würde, dann säßen wir immer noch auf Bäumen ... ach was, wir würden noch in den Ozeanen herum planschen.
Walter S. schrieb: > die Darstellung von periodischen Signalen durch Überlagerung von > Sinusfunktionen ist kein Naturgesetz, sondern ein mathematisches > Verfahren des Herrn Fourier mit dessen Hilfe man sehr schön rechnen kann Es ist aber ein Naturgesetz dass man keinen unendlich schnellen Spannungsanstieg haben kann. Ergo ist es auch ein Naturgesetz, dass man kein perfektes Rechteck übertragen kann. Und wenn man annimmt, dass man jede reale Leitung als eine Kombination von kapazitiven, induktiven und resistiven Eigenschaften beschreiben kann, dann landet man zwangsweise bei einer Differenzialgleichung zweiter Ordnung, deren Lösung eine (exponentiell abklingende) harmonische Schwingung ist. Es ist also zwangsweise jedes reales Signal auf einer Leitung durch eine Fourier-Reihe darstellbar, das kommt schon einem Naturgesetz nahe.
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Walter S. schrieb: > die Darstellung von periodischen Signalen durch > Überlagerung von Sinusfunktionen ist kein Naturgesetz, > sondern ein mathematisches Verfahren des Herrn Fourier > mit dessen Hilfe man sehr schön rechnen kann Tja, nur wieso kann man dann aus einem "ein/aus"-Signal wieder mit Filtern genau die berechenbaren Fourierzerlegungen herausbekommen? Die Eulersche Zahl ist echt eine Naturkonstante und der Satz von Liouville für die komplexe (Ko-)Sinusfunktion klappt echt, genauso kann man wirklich Fourierreihen für alle periodischen Signale aufstellen. Felix U. schrieb: > Es ist also zwangsweise jedes reales Signal auf einer Leitung durch eine > Fourier-Reihe darstellbar, das kommt schon einem Naturgesetz nahe. Wenn man physikalische Regeln die immer zutreffen (z.B. R=U/I) als Naturgesetze betrachtet, dann ist das schon nahe dran. Trotzdem hat Walter irgendwie recht, dass man diesen Fall der Rechteckfunktion nicht endgültig damit darstellen kann. Ich glaube aber nicht, dass der Walter hier meinte, dass die Rechteckfunktion nicht stetig differenzierbar ist und deswegen eine Fourierreihe davon immer nur eine Näherung ist. Es gibt wie oben schon geschrieben keine periodischen Signale in der Natur die nicht konvergieren, also gibt es wohl auch in der Wirklichkeit keine real existierende Rechteckfunktion. :-D
Edi M. schrieb: > Oh, Herr, wirf Hirn vom Himmel ... Leider mußte ich gerade feststellen daß Du Recht hast. Es ist prinzipiell doch möglich auf einem Oszilloskop ein perfektes Rechtecksignal darzustellen. Das liegt am Prinzip des idealen Rechtecksignals.
Edi M. schrieb: > SELBSTVERSTÄNDLICH KANN MAN KREISBAHNEN BESCHREIBEN; ZEICHEN UND SOGAR > FLIEGEN! Und leider hast Du anscheinend das Wort "Perfekt" übersehen.
Walter S. schrieb: > Netter Tippgeber schrieb: >> Alle Signale, egal welche, sind immer eine Mischung aus >> Sinus-Signalen. Es gibt sozusagen ist den Natur nichts anderes. > > die Darstellung von periodischen Signalen durch Überlagerung von > Sinusfunktionen ist kein Naturgesetz, sondern ein mathematisches > Verfahren des Herrn Fourier mit dessen Hilfe man sehr schön rechnen kann Die Natur verhält sich aber genau so. Insbesondere das Verhalten der Rechtecksignale ist in der Praxis GENAU so, wie man es anhand der Fouriertransformation erwarten möchte. Jeder der EMV Abstrahlung messen muss, weiß das aus leidvoller Erfahrung. Wer es nicht glaubt, der nimmt sich sein Rigol DS1052, klemmt den Tastkopf an die Testklemme und fertigt ein Spektrum an. Man wird erschreckende Übereinstimmungen mit einem Lehrbuch feststellen ;-) Natürlich ist die Fouriertransformation nicht vollständig: Was die Fouriertransformation alleine nicht aussagt, sind Leitungseffekte wie Reflexionen. Aber auch das kann man mathematisch exakt beschreiben. Also: Das Gemecker über die Mathematik sollte man in der Elektrotechnik hübsch bleibenlassen. Nirgends funktioniert die Mathematik besser als in diesem Fachbereich. Das zeigt schon das, wie exakt Simulationen funktionieren können.
Zick-Zack schrieb: > > Warum gibt es kein perfektes Rechtecksignal? Weil die Energie begrenzt ist. Für eine Spannungsänderung dU/dt brauchts elektrische energie, je kleiner dt desto größer die nötige Energie.
Walter S. schrieb: > sondern ein mathematisches > Verfahren des Herrn Fourier mit dessen Hilfe man sehr schön rechnen kann Hurra schrieb: > Also: > Das Gemecker über die Mathematik sollte man in der Elektrotechnik hübsch > bleibenlassen. ich sage dass man mit Fourier sehr schön rechnen kann und du bezeichnest das als Gemecker über Mathematik??
> Es ist prinzipiell doch möglich auf einem Oszilloskop ein > perfektes Rechtecksignal darzustellen. Darstellen: ja, messen: nein.
Ei der Daus schrieb: > Weder noch Kommt darauf an, ein Digitalscope mit schnellen AD-Wandler vielleicht. Allerdings muss man sich klar machen das so ein Digscope die meisten Punkte interpoliert also wenig Bezug zur Realität hat. So passt IMHO ein Anascope besser das kein Rechteck sondern eher zwei Plateaus anzeigt: https://hackadaycom.files.wordpress.com/2014/04/scope.jpg?w=800&h=486
Hurra schrieb: > Die Natur verhält sich aber genau so. Insbesondere das Verhalten der > Rechtecksignale ist in der Praxis GENAU so, wie man es anhand der > Fouriertransformation erwarten möchte. Klar ist das so. Es hat ja auch niemand behauptet, dass die Fouriertransformation ungenau oder falsch wäre. Es ist eben nur nicht so, dass die Zerlegung in Sinuskurven die einzige Möglichkeit wäre sonder nur eine von vielen, die prinzipiell alle gleichwertig sind. Man such sicht eine Basis von Funktionen, die eine Orthogonalbasis darstellen, und dann entwickelt man nach ihnen. Es lohnt sich ja auch nicht darüber zu streiten, ob die Darstellung eines Punktes im Raum per kartesischen Koordinaten oder per Polarkoordinaten "richtiger" ist. Beide sind natürlich gleich richtig und grundsätzlich gleichwertig. Man sucht sich halt die Darstellung aus, die für die jeweilige Problemstellung praktischer ist. Und ja zugegeben: die Fouriertransformation ist für viele Probleme der Elektrotechnik schon richtig praktisch. Schon weil für die zugrundeliegenden Sinuskurven die wunderbar elegante komplexe Wechselstromlehre anwendbar ist. Hurra schrieb: > Wer es nicht glaubt, der nimmt sich sein Rigol DS1052, klemmt den > Tastkopf an die Testklemme und fertigt ein Spektrum an. Man wird > erschreckende Übereinstimmungen mit einem Lehrbuch feststellen ;-) Na hoffentlich. Sonst würde sich das Rigol bei der Berechnung des Spektrums ja nicht an das Lehrbuch halten. Bitwurschtler schrieb: > So passt IMHO ein Anascope besser das kein Rechteck sondern eher zwei > Plateaus anzeigt: Das kann ich mein Digitaloszi auch anzeigen lassen: einfach die Interpolation ausschalten, dann sieht es auf der Zeitskala genau so aus ;-) Interessant wird es, wenn man sich die Flanke genau anschaut (also die Zeitablenkung so weit aufdreht, dass die unvermeidlichen Abweichungen von der Idealform sichtbar werden). Sobald man in einen Bereich kommt, dass man 0,35/Bandbreite erkennen kann, schenken sich Analogoszi und (interpoliertes) Digitaloszi auch wieder nicht so viel - die Bandbreitenbegrenzung trifft beide ähnlich.
Hi Leute, beruhigt euch, ein Rechteck ist nur mathematisch ein Rechteck. Im wirklichen Leben gibt's nur ein Trapez. Und da spielen viel Faktoren eine Rolle. So scheint mir die Frage des TO eine gute Trollfrage... Gruß Rainer
Felix U. schrieb: > Es ist aber ein Naturgesetz dass man keinen unendlich schnellen > Spannungsanstieg haben kann. Na klar. Die Spannung kann schlagartig da sein. So wie eine Beschleunigung. > Es ist also zwangsweise jedes reales Signal auf einer Leitung durch eine > Fourier-Reihe darstellbar, das kommt schon einem Naturgesetz nahe. Nein, Fourrier gilt nur für unendlich lange Signale und praktisch für Signale einer ausreichenden Länge, das frequenzmässig in die tiefste Fourrierperiode passt. Du hast sehr interessante Naturgesetze!
Edi M. schrieb: > Na klar. Die Spannung kann schlagartig da sein. So wie eine > Beschleunigung. In der Theorie, aber nicht auf einer realen Leitung. Eine reale Leitung besitzt (wie schon zig mal im Thread festgestellt) eine Kapazität. Mit i = C * dU/dt müsste bei einem unendlich großen Spannungsanstieg also auch ein unendlicher Strom fließen und das führt unweigerlich zu einer unendlichen Momentanleistung, die eine real existierenden Quelle nicht liefern kann. Edi M. schrieb: > Nein, Fourrier gilt nur für unendlich lange Signale Das Gegenteil habe ich auch nicht behauptet. Edi M. schrieb: > Du hast sehr interessante Naturgesetze! Schön wäre es, wenn ich die entdeckt hätte :)
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Edi M. schrieb: > Felix U. schrieb: > >> Es ist aber ein Naturgesetz dass man keinen unendlich schnellen >> Spannungsanstieg haben kann. > Na klar. Die Spannung kann schlagartig da sein. So wie eine > Beschleunigung. Ne, kann sie nicht. Denn u=L*dI/dt, das ist ein Naturgesetz. Und damit muss I unendlich sein oder L 0. Und beides ist nun mal in der Realität nicht möglich. Und auch eine Beschleunigung kann nicht sofort da sein, hier gibts Reibung, Elastizität, Trägheit usw.
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