Hallo, ich suche schon seit Tagen im Internet, finde aber einfach nichts passendes. Ich brauche einen Sinus - Cosinus Generator mit 0,5 bis 2 Hertz. Ausser der Idee einen uC mit 2 D/A Wandlern zu nehmen ist mir nichts weiter eingefallen.
Servas. Mir fällt da spontan ein einfacher RC-Oszillator (Wien-Brücke) ein, der das Sinus-Signal macht. Daran anschließend einen Integrator fürs Cosinus-Signal. / | sin(x) dx = -cos(x) + C / Die Integrator-Schaltung mit Operationsverstärker is eh invertierend, also würds wieder passen. Ob sich allerdings mit ner Wien-Brücke Frequenzen um 1Hz rum realisieren lassen weiß ich nicht. Andreas
Es gibt eine Schaltung mit mehreren OPs und Phasenschiebern, zum Beispiel hier auf Seite 11:: http://www.home.fh-karlsruhe.de/~kero0001/sinus/sinosz4.pdf (der Prof heißt nur zufällig auch so, ist nicht mit mir verwandt) Man könnte dazu vielleicht auch ein integriertes "state variable filter" wie den UAF42 von BurrBrown/ TI verwenden, indem man es passend rückkoppelt. http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/uaf42.pdf
<<Ausser der Idee einen uC mit 2 D/A Wandlern zu nehmen ist mir nichts weiter eingefallen.>> Einen besseren Einfall konntest Du nicht haben :-) Die DA-Wandler kannst Du bei so niedrigen Frequenzen bequem mit PWM realisieren.
..oder 2 träger frequenzen auf nen mischer = lf out. ich rate mal: genauigkeit, klirr, phasenwinkel...??
Es gibt keine grossartigen Anforderungen an die Genauigkeit usw. Lediglich die Phasenlage der beiden Signale muss stimmen. Das ganze soll ein Signalgeber zur Entwicklung eines Messgeraetes geben. Wobei Messgeraet hier nicht wortwoertlich zu nehmen ist. Der eigentliche Sensor sitzt irgendwo an einer Maschine, die waehrend der Entwicklung zwar zur Verfuegung steht, aber die Arbeitsbedingungen sind da natuerlich nicht optimal (Laut, kalt, weit weg) Ich denke das einfachste ist ich nehme einen ATMega8, doppel 10bit D/A, generiere einen Sinus-lookup table, und gut ist.
@peter ich würde auch einen uC nehmen. ob man als d/a wandler nun nen pwm oder r2r oder sonstwas nimmt ist eigentlich egal. wenns nicht allzu hohe anforderungen hat würde ich pwm nehmen. die kosten dürften mit einem atTiny und ein wenig beschaltung (4-6 kondensatoren, 2-3 widerstände, quarz) auch recht niedrig liegen. ich denke das ganze analog aufbauen geht zwar auch, wobei ich da eher das problem der genauigkeit bzw. stabilität (temperatur) sehe, die man mit einem uC einfach umgehen kann. gruß rene
@Peter: Wenn Du 'nen Mega8 nehmen willst, benutze einfach die beiden PWM Kanäle vom Timer1 geht bis 16bit ;) Dann noch einen Tiefpaß oder besser Bessel o.ä. an die Pins und gut is ;) Könntest z.B. nen MAX293 nehmen und den durch den PWM vom Timer2 "kalibrieren", dann hast Du praktisch nur den Mega8 und einen MAX293 ohne viel diskrete Bauteile. Nur so zum Bleistift ;)
Falls jemand ähnliches vorhat: das Zauberwort heißt DDS. Damit läßt sich
sehr elegant jede beliebige Frequenz erzeugen.
Suche hier im Forum.
Bei www.ad.com gibt es sehr schöne Erklärungen zum Prinzip.
Bei kleinen Frequenzen <10kHz kann man das super-einfach in Software
gießen:
#define TabSize 64
char SinTab[TabSize]=(128, 130, ... hier die Sinuswerte eingeben );
long frequ=123456L; //als Beispiel
void PWM-ISR(void){ //Interrupt-Routine
union DDS(long LONG, char BYTE[4]);
//BYTE[3] sind die obersten 8 Bits (maschinenabhängig)
DDS.LONG+=frequ;
//mit Modulo (alternativ bei Vielfachen von 2 mit &(TabSize-1) )
// auf die Tabellengröße beschränken
PWM-REG1=SinTab[ DDS.BYTE[3] % TabSize];
//Cos-Wert um 90° versetzt
PWM-REG2=SinTab[(DDS.BYTE[3]+TabSize/4) % TabSize];
}
Das funktioniert so:
DDS.LONG ist ein 32-Bit-Zähler, der wird imaginär in zwei Hälften
geteilt:
in z.B.
16 Vorkomma- und 16 Nachkomma-Bits oder
8 Vorkomma- und 24 Nachkomma-Bits.
Die Vorkomma-Bits ergeben einen Index in die Sinus-Tabelle.
Wenn frequ nun z.B. 2^NachkommaBits ist, ergibt die Addition
DDS.LONG+=frequ;
jedes Mal genau einen Überlauf in die VorkommaBits, d.h. bei jedem
PWM-Cycle wird genau der nächste Tabelleneintrag ausgegeben.
Das wiederum bedeutet, dass nach TabSize Cyclen die Tabelle einmal
ausgegeben wird, also genau eine Schwingung.
Folglich ist deren Frequenz PWMfrequenz / TabSize.
Ist nun frequ z.B. 2^(Nachkommabits-1) = (2^Nachkommabits) / 2
dann dauert das ganze doppelt so lange, weil erst zwei Additionen
stattfinden müssen, bis es einen Übertrag in die VorkommaBits gibt.
Also wird die Ausgangs-Frequenz auch nur halb so hoch sein.
Allgemein gesagt:
AusgangsFrequenz = PWMfrequenz / TabSize * frequ / 2^NachkommaBits
Für die Routine kann man die PWM-ISR verwenden, muss man nicht.
Genausogut ist jede andere periodisch mit ausreichend hoher Frequenz
aufgerufene Routine.
Man kann dem Rechner noch ein wenig Arbeit ersparen, indem man die
Tabelle 1,25 mal so lange macht (das erste Viertel nochmal wiederholt)
und sich dafür die 2. Modulo-Berechnung erübrigt.
PWM-REG1 = SinTab[char index = DDS.BYTE[3] % TabSize];
//Cos-Wert um 90° versetzt
PWM-REG2 = SinTab[index + TabSize/4 ];
oder indem man zwei Tabellen für Sin und Cos verwendet:
PWM-REG1 = SinTab[char index = DDS.BYTE[3] % TabSize];
PWM-REG2 = CosTab[index];
Bei einer 64-er Tabelle kann man auch 6 Vorkomma- und 28 NachkommaBits
nehmen, dadurch kann man die Frequenz 4mal so genau einstellen.
PWM-REG1 = SinTab[char index = DDS.BYTE[3] >> 2];
PWM-REG2 = CosTab[index];
Jetzt kommt's noch dicker: Wie kann ich die Frequenz linear wobbeln?
geht wieder ganz einfach:
long delta=wobbel;
DDS.LONG+=frequ+=delta; //eine Super-Konstruktion
if(frequ>= obere){delta=-wobbel;}
else
if(frequ<=untere){delta= wobbel;}
Finde ich einfach genial.
Peter seine ursprüngliche Idee unterscheidet sich gar nicht so sehr von DDS. Nur er will die Tabelle mit variabler Tahtrate durchgehen und DDS geht mit konstantem Takt und variabler Schrittweite durch die Tabelle.
Der Unterschied liegt in erster Linie in der Auflösung der Ausgangsfrequenz mit dem Nachteil der Nebenwellen. Kommt halt immer auf die Anforderung an. Der weitere Vorteil vom DDS ist die gute Phasenauflösung bei mehreren Kanälen. Unterschiede im Analogteil lassen sich so sehr gut ausblenden. Thomas
> das Zauberwort heißt DDS
Was heißt denn die Abkürzung ausgeschrieben?
> digital direct synthesis
Danke - mit dem Stichwort ist Google wesentlich auskunftsfreudiger, als
mit der Abkürzung.
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