Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Analoger Frequenzteiler - Verständnisfrage


von Frager (Gast)


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Hallo an alle,

Ich möchte eine Frequenz, die analog vorliegt, mit der halben und einem 
drittel der Frequenz ausgeben. Die Frequenz ist weitgehend sinusförmig, 
bis auf einige Störungen mit offset etc.

Der Spannungsbereich bewegt sich bei etwa 5-10V
Der Frequenzbereich bewegt sich zwischen 300 Hz und 3000 Hz.

Ich habe ein Patent gefunden, wo das wohl angeblich gehen soll:
https://www.google.com/patents/EP0120744B1?cl=de
"Analoger und aperiodischer Frequenzteiler für eine Teilung durch zwei"

Dieses ist wohl abgelaufen, da aus den 80ern.

Kann das jemand erklären?

Ich würde es vorzugsweise analog machen wollen, wenn es einfach ist. 
Allerdings ausgegeben werden muss auch die Spannungshöhe, also muss gfs 
noch eine Spannungsmessung und Regelung rein, wenn das nicht drin ist.

Wenn es nicht analog geht, könnte man es auch digital machen, also 
wandeln und wieder ausgeben. Die Spannungshöhe würde Ich noch 
hinbekommen, denke Ich, weil die ziemlich konstant ist und sich 
einschwingen kann. Ich könnte es also messen und einstellen. Ich brauche 
aber die Phase und die Frequenz.

Momentan fehlt mir etwas der Ansatz, wie Ich die Frequenz halbieren 
soll. Wahrscheinlich müsste Ich ständig messen und nachregeln und eine 
Sinusfunktion selber erzeugen.

Dies hier habe Ich gefunden, werde daraus aber auch nicht schlau:
Beitrag "Re: Frequenzteiler, der die Kurvenform erhält"
Beitrag "Frequenzteilungen nach oder vor einem A/A-Wandler, und wie dann?"

von Frager (Gast)


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Vielleicht noch dies: Natürlich ist mir klar, dass das irgendwie eine 
Sonderanfertigung ist, mit den zwei Gates aber die Funktion müsste sich 
doch irgendwie nachbilden lassen. Ein Gate ist ja letztlich eine 
Schalter und die Vorspannung dürfte eine Art Inversion der Funktion oder 
eine Verschiebung bewirken. Müsste sich zumindest mathematisch 
nachbilden lassen.

Vielleicht gibt es ja auch eine einfachere Methode?

von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Patent ist Humbug. Das gabs schon viel laenger, allerdings fuer 
Radiofrequenzen. Im Wesentlichen geht es um einem Mischer 
(Multiplizierer), bei dem der eine Input sein eigener Output ist.

Ja, das Konzept selbst funktioniert.

: Bearbeitet durch User
von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

das könnte man elektromechanisch machen mit einer rotierenden Welle.

Oder elektronisch:
Durch zwei teilt ein Flipflop und bringt ein Recktecksignal, durch drei 
macht eine PLL mit entsprechenden Teilern, und einem VCO, der ein 
Sinussignal erzeugt. Natürlich könnte diese PLL auch durch 2 teilen.

Die größte Schwierigkeit wäre, den analogen spannungsgesteuerten 
Sinusoszillator, der einen schönen Sinus bringt, zu konstruieren.

mfG

von Peter Hase (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Das könnte man elektromechanisch machen mit einer rotierenden Welle.

Die Idee ist nicht schlecht
Eine Art von Nockenwelle und die Signale
über Hallsensoren abnehmen.
Damit wär das Problem gelöst.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Die ersten elektronischen Orgeln vor der Zeit der Digitalteiler hatten 
zur Oktavteilung analoge Frequenzteiler mit Transistoren.
https://de.wikipedia.org/wiki/Sperrschwinger#Synchronisierter_Oszillator
demnach waren das synchronisierte Oszillatoren.

von Frager (Gast)


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Ja, das kenne Ich, nur ist das Problem, dass die Oszillatoren auf eine 
bestimmte Frequenz abgestimmt worden sein müssen und dann nur getriggert 
werden. Also ein Sinusgenerator mit Abschubser, der herausbekommt, wann 
die Eingangswelle einen Nulldurchgang hat.

Wenn Ich das richtig sehe, ist die Schaltung aus dem Patent (auch wenn 
es angeblich Humbug ist) irgendwie in der Lage, breitbandig zu arbeiten.

Könnte bitte jemand, der das versteht, das verdeutlichen?

Dort werden ja zunächst zwei Wellen der doppelten Frequenz erzeugt. Mir 
ist nicht klar, wie man daraus die Hälfte bekommt. Ist das eine 
Frequenzspiegelung durch Faltung?

Ich vermute sowas wie :  F (f/2) =  sin (f) * sin (2*f + k) * irgendwas 
.... aber beim Probieren habe Ich keine halbe Frequenz gefunden, die man 
filtern oder sonst wie rausziehen können.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Siehe Hammondorgel:


https://www.google.de/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.vogtthomas.de/HammondT200/grundprinzipHammondOrgelGER.pdf&ved=0ahUKEwjenP-yo__WAhXMnBoKHSnZD0MQFgg9MAU&usg=AOvVaw2qzBk39VSWQK6UVdQlqdik



Also im Pdf zum Patent auf Seite 2 steht doch ganz klar, daß diese 
Apparatur nur für Höchstfrequenztechnik unter Verwendung von 
Streifenleitern als hybride integrierte Schaltung zu realisieren ist. 
Schöne Formeln gibts dort auch.


Mit freundlichem Gruß

: Bearbeitet durch User
von nachtmix (Gast)


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Frager schrieb:
> Ich würde es vorzugsweise analog machen wollen,

Warum?
Für weniger als 1 EUR gibt es ICs, die das können. Sogar mit bereits 
eingebautem Impulsformer.

von Frager (Gast)


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Welches IC macht das und wie?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Frager schrieb:
> Welches IC macht das und wie?

Schau doch einfach mal auf den Domainnamen dieses Forums

von Der Zahn der Zeit (Gast)


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Ich weiß nicht, wie genau der Original-Sinus (Amplitude Signalform etc.) 
mit halber bzw. 1/3 Frequenz erhalten bleiben soll. Hier ein Ansatz, der 
zwar digital gelöst werden muss, aber alle ursprünglichen analogen 
Informationen bzw. Fehler berücksichtigt:

Für die halbe Frequenz speicherst du zwei Vollwellen des Eingangssignals 
ab, bildest die Mittelwerte der korrespondierenden Abtastwerte und gibst 
sie mit halber Abtastfrequenz wieder aus. Das geht natürlich nur 
einigermaßen fehlerfrei, wenn die Frequenzen sich ausreichend langsam 
ändern.

Ein "Königsweg" dürfte der Umweg über eine komplexe FFT und IFFT sein: 
In der komplexen FFT werden die Amplituden- und Phasenverhältnisse des 
Signals ermittelt, dann werden diese Werte auf der Frequenzachse 
gestaucht ("halbiert") und per IFFT wieder ausgegeben. Dazu vielleicht 
ein Hanning-Window, um Stoßstellen bei Frequenzänderungen zu zu 
verschleifen.

Insbesondere der FFT-Ansatz könnte für deine Aufgabenstellung auch 
totaler Overkill sein.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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"Ein "Königsweg" dürfte der Umweg über eine komplexe FFT und IFFT sein:"

Das wäre doch ein schönes Thema für eine "Batschlerarbeit"...

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