Hallo
Ist es möglich mit vertretbarem Aufwand die Phasenverschiebung 2er
Sinussignale im Bereich 0..1MHz auf ca. 0.1° genau zu messen? Die
Amplituden liegen so im Bereich einiger Volt, ideal wäre, wenn
wenigstens das eine Signal kaum belastet wird (>10kOhm).
Im Moment benutz ich dafür den Timereinschub im Oszi. Der misst zwar auf
ns genau (auch die 1er bleiben stabil), aber ist eigentlich nicht dafür
gedacht, und es ist eine ziemliche Fummellei genau von 0-Durchgang zu
0-Durchgang zu messen.
I_ H. wrote:
> Hallo>> Ist es möglich mit vertretbarem Aufwand die Phasenverschiebung 2er> Sinussignale im Bereich 0..1MHz auf ca. 0.1° genau zu messen?
Wenn das Signal heruntergeteilt werden kann, ja. Direkt wird das nix.
Zeitdifferenzen von ein paar hundert ps misst man nicht mal eben.
Aber in ein Rechteck umgeformt und mit nem Frequenzteiler
runterdividiert sollte es möglich sein, zumindest über ein paar 1000
Perioden gemittelt die Phasenverschiebung zu messen.
Johannes M. wrote:
> I_ H. wrote:>> Hallo>>>> Ist es möglich mit vertretbarem Aufwand die Phasenverschiebung 2er>> Sinussignale im Bereich 0..1MHz auf ca. 0.1° genau zu messen?> Wenn das Signal heruntergeteilt werden kann, ja. Direkt wird das nix.> Zeitdifferenzen von ein paar hundert ps misst man nicht mal eben.>> Aber in ein Rechteck umgeformt und mit nem Frequenzteiler> runterdividiert sollte es möglich sein, zumindest über ein paar 1000> Perioden gemittelt die Phasenverschiebung zu messen.
Also Perioden kann ich soviel messen wie ich will, die sind alle gleich.
Aber so ganz verstanden hab ich das noch nicht, wenn ich die Signale in
Rechtecke umwandle und die runterteile, bleibt die Zeit zwischen den
Flanken doch die selbe? Sprich aus 1° bei 100kHz werden 0.1° bei 10kHz.
Du musst die Frequenzen auf z.B. 10Hz runtermischen.
Dazu braucht du einen Oszillator der auf 999990Hz schwingt.
Bei 10Hz oder so kann die Phasenverschiebung leicht gemessen werden.
In der Nähe des Nulldurchganges beide Spannungen simultan mit ADU (12
bit) messen. phi=arcsin((u1-u2)/Amplitude), wenn
Amplitude(u1)==Amplitude(U2).
Alternativ kann bei gleicher Amplitude (U1,U2) auch die Differenz mit
OPV gebildet und gemessen werden.
@ I_ H. (i_h)
>Hmm... scheint also doch etwas aufwendiger zu werden. Dann muss ich wohl>weiter mit'm Oszi messen. Trotzdem danke.
Für sowas gibt es spezielle ICs. Such mal nach Time-to-digital
Converter. Die können auch unterhalb einer Nanosekunde noch gut
auflösen.
MFG
Falk
Mist... die Teile sind genau das was ich brauch, aber als Privatmensch
werd ich da wohl nicht rankommen :(
Vielleicht kennt ja noch jemand eine Möglichkeit - ich will Induktivität
und Verluste einer Spule frequenzabhängig ermitteln. Mit der
Induktivität klappt das inzwischen sehr schön, hier ein Beispiel:
http://www.jfuhlemann.de/tmp/graph1.png Y in uH, x in kHz
Allerdings ist es halt etwas mühselig das Oszi genau einzustellen. Bei
den Spulenverlusten hab ich noch kein brauchbares Konzept.
Die Messung ist nicht trivial aber doch machbar, allerdings nicht indem
man versucht 1/3600 einer Mikrosekunde zu messen.
Du tastest die Signale synchron ab und machst ne FFT. Damit bekommst Du
einfach sehr hohe Genauigkeiten, z.B. 10^-7 rad @ 50Hz für
Verlustfaktormessungen (das willst Du ja genau). Das geht auch mit
Unterabtastung, 2*1MHz Abtastfrequenz ist also nicht nötig.
Das ist aber kein Bastelhack. Die Entwicklung der 10^-7rad Kiste hat
etliche Personenjahre geschluckt, hat aber Spaß gemacht ;-)
Cheers
Detlef
Hallo,
ich würde in diesem Fall mal den Umweg über analog machen. Mit zwei
schnellen Komparatoren, ein bisschen Logik (Flanken auswerten) und einem
RS-FlipFflop kriegst Du ein Rechtecksignal, dessen Tastverhältnis der
Phasenverschiebung entspricht. Integrieren und auf einen AD Wandler, das
müsste funktionieren.
Grüsse
Lothar
Ich seh schon, so kann ich es nicht machen. Eine andere Variante, die
ich bisher nicht benutzt hab, ist, das über das Verhältnis der
Amplituden der beiden Wechselspannungen zu ermitteln. Sprich von beiden
Spannungen Vpp messen.
Ließe sich denn das realisieren? Hab testweise mal Diode+Kondensator
gegen Masse an die Wechselspannung gelegt, das schien schon recht gut zu
gehen, also deutlich genauer als ich's am Oszi ablesen kann, aber noch
nicht genau genug. Schön wäre 1% Genauigkeit.
I_ H. wrote:
> Eine andere Variante, die> ich bisher nicht benutzt hab, ist, das über das Verhältnis der> Amplituden der beiden Wechselspannungen zu ermitteln. Sprich von beiden> Spannungen Vpp messen.>
Die Amplitude der Spannungen hat nichts mit der Phasenlage zu tun. Du
musst schon die Nulldurchgänge auswerten.
Bei der Induktivität muss ich über die Phase gehen, und das klappt mit'm
Oszi schon recht gut, ist aber aufwendig.
Die Verluste wollte ich eigentlich auch über die Phase messen, das
klappt aber nicht so gut. Desswegen will ich die über das Verhältnis der
Spannungen messen.
Wär halt schön gewesen, wenn ich die Messung automatisieren könnte. Für
jede Spule 40 Werte aufnehmen macht nicht soo viel Spaß (muss für Phase
2 Messungen machen, dann wird's genauer). Aber wenn's mit vertretbarem
Aufwand nicht geht, geht's halt nicht.
Sooo aufwendig ist das ja nicht, was ich weiter oben angeregt habe. 2x
Komparator (1 IC), Flankenauswertung (1 IC), FlipFlop (1 IC), Tiefpass
(RC). Dann siehst Du die Phasenverschiebung auf einem DVM. Du musst die
Anzeige in Volt nur auf die Grad's umrechnen, oder Du kalibrierst einen
Spannungsteiler für Deine Anzeige. In SMD 2cm².
wenn es nur um die induktivität einer spule geht, wieso brauchst du denn
das auf 0,1% genau? bist du sicher, dass du diese genauigkeit überhaupt
brauchst?
Wenn irgendetwas davon abhängt ob eine spule 1mH oder 1.001mH hat, dann
ist es meines erachtens sowieso ein fehlkonzept, da dies schon durch
jeden windhauch verändert wird.
Wenn du die mess-schaltung für jeden frequenzbereich geeignet
dimensionierst, dann bekommst du ausreichende phasenverschiebungen
zwischen strom und spannung und brauchst nicht in der nullpunktsgegend
herumzukrebsen.
nur meine meinung...
du könntest auch
1)beide Signale addieren und dann des Spitzenwert messen =A
2)zu erst die Spitzenwerte Messen und dann addieren =B
3)Aus dem Verhältnis von A und B auf die Phasenabweichung Rückrechnen
Lothar Lehmann wrote:
> Sooo aufwendig ist das ja nicht, was ich weiter oben angeregt habe. 2x> Komparator (1 IC), Flankenauswertung (1 IC), FlipFlop (1 IC), Tiefpass> (RC). Dann siehst Du die Phasenverschiebung auf einem DVM. Du musst die> Anzeige in Volt nur auf die Grad's umrechnen, oder Du kalibrierst einen> Spannungsteiler für Deine Anzeige. In SMD 2cm².
Naja, die Genauigkeit dürfte halt relativ schlecht sein. Hab mal
testweise einen Komparator drangehängt (LM319). Der ist sicher nicht der
allerschnellste, aber 40ns sind schon nicht langsam. Nu brauch ich aber
2 von den Dingern, die sicher leicht unterschiedliche Reaktionszeiten
haben.
Ich glaub halt nicht so ganz an die 0.1° Genauigkeit. Hab hier schon bei
viel einfacheren Aufbauten Fehler von Faktor 2 im Endergebnis gehabt.
Die Spannung auf'm Tiefpass muss das Multimeter zB. auf 1.4mV genau
ausmessen, und das Flipflop muss die auch so genau erzeugen (allein die
Tolleranz der Logikpegel dürfte ein Vielfaches sein).
@ schnudl
> wenn es nur um die induktivität einer spule geht, wieso brauchst du denn> das auf 0,1% genau? bist du sicher, dass du diese genauigkeit überhaupt> brauchst?
Die Induktivität kann ich bei weitem nicht so genau messen, weil 0.1%
Änderung der Induktivität auf die Phasenverschiebung einen Einfluss
<<0.1% hat.
Der LM 319 ist sicher nicht der schnellste. Wenn Du einen Dualkoparator,
etwas schnelleres benutzt, werden die Differenzen der beiden sehr gering
sein. gleicher Chip, gleiches Design. Es gibt auch Typen mit 1ns. Wenn
Genauigkeit gefordert ist, erfordert das auch ein bisschen Aufwand,
zumindest in der Wahl der Komponenten.
Kennst du zufällig so einen schnellen Komparator? Von der Sache würde es
reichen wenn ich aus den Signalen ein Rechteck mache, das Rechteck kann
ich dann problemlos mit dem Timereinschub im Oszi vermessen. Bei dem ist
es halt nur fuzzelig den 0-Durchgang richtig zu treffen.
Je geringer der den Eingang belastet desto besser.
Schnelle Komparatoren gibt es auch beliebig viele. zB Bein
AnalogDevices.
Ein einfacherer Ansatz als die bisher gehoertenn, waere das Signal
hochzumultiplizieren. Mit einem PLL zu verhundertfachen und dann zu
vergleichen. Was zeitlich bei 1MHz 0.1Grad ist, ist bei 100Mhz sind
10Grad. Der Vorteil dabei ist, dass der Nulldurchgang bezueglich der
gewuenschten Aufloesung eine vernuenftig steile Flanke hat.
Hab mal bei Farnell geguckt. Die haben zwar welche da, aber billig sind
sie net grad, irgendwo auch verständlich.
Wollte halt nur mal eben so 'n Haufen unbekannter Ringkerne durchmessen,
und mich nicht die nächsten Wochen damit beschäftigen eine ultragenaue
Phasenmessung zu realisieren.
Hab jetzt auch für die Verluste halbwegs brauchbare Resultate. In der
Messung dürften zwar einige Fehler stecken, aber solange der Fehler über
die Messung konstant bleibt kommt eigentlich recht brauchbares raus.
Hab grad mal einen Ferritkern durchgemessen (
http://www.jfuhlemann.de/tmp/graph2.png ), mit 3 verschiedenen
Widerständen. Das oben ist die reelle Induktivität, das unten die
imaginäre, also Verlust. Bei 300kHz steigen die Verluste also ziemlich
sprunghaft an. Hätte gern noch weiter gemessen, aber Induktivität war zu
groß.
Hi, Ich versuche gerade auch zwei analoge signale auf ihre
Phasenverschiebung zu analysieren. Ich habe zwei Antennen die auf 60Khz
abgestimmt sind und möchte jetzt zwichen ihnen die Phasenverschiebung
analysieren. Die Phase kann ich schon mit Allpass schieben. Jetzt möchte
ich das mir 2 FlipFlops die Phasenverschiebung auswerten. Ich meine wenn
die Phase zwischen beiden Signalen 0 ist dann soll eine LED blinken.
Weiß nicht genau wie ich das machen soll. Mein Ansatz war die analoge
Signale zu digitalisieren mit Schmitt_trigger und Buffer dann die
Signale auf die JK-FFs und nach den FFs auf ein AND. Das die Theorie.
In der Simulation geht das noch nicht. Kann sein mein Ansatz ist falsch.
Hat einer von euch eine Idee wie ich das noch machen kann.
Danke Danke
Vladi schrieb:> Hi, Ich versuche gerade auch zwei analoge signale auf ihre> Phasenverschiebung zu analysieren.
Hi, Vladi,
probier doch mal:
1. Umschalter zwischen den beiden Antennen. Diodenumschalter. Könnte
auch ein kleines Relais sein, wenn es wesentlich schneller umschaltet,
als die AGC des nachfolgenden Empfängers reagiert. Denn die AGC hat in
Nicht-Peilempfängern gewöhnlich einen Einfluss auf die Gruppenlaufzeit
in den Verstärkern.
2. Empfänger dahinter.
3. PLL an dessen ZF.
4. Miss die Phasensprünge.
Unter "Direction Finding Doppler" wirst Du im Netz Vorschläge finden für
Funkpeiler, die jedoch einen FM-Empfänger verwenden. Der Phasensprung
beim Umschalten ist in der NF als Brummton zu hören. Wird die
"Interferometer-Antenne" gedreht bis zum Verschwinden des Brummtons, ist
die Richtung zum Sender gefunden.
Ciao
Wolfgang Horn
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