Hallo zusammen, habe mir schon den Kopf zerbrochen =FCber folgendes Problem. Habe ein Sinussignal mit ca. 400kHz und einer Spannung von 10Vss. Das Nutzsignal ist eine Amplitudenschwankung von 0 - 5mV mit einer Frequenz von ca. 0,1 - 0,5 Hz. Wie bekomme ich nun das Nutzsignal am Besten herausgefiltert? Anschlie=DFend zu verst=E4rken d=FCrfte weniger ein Problem sein, mit nem guten OP. Exakt zu messen ist nicht so wichtig. Meine bisbherigen L=F6sungsans=E4tze waren RMS IC AD637 von AD.
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Wieviel da vom Nutzsignal noch =FCbrigbleibt habe ich nicht raus bekommen. Oder ein AM-Demodulator. Von Demodulatoren habe ich aber zuwenig Ahnung. Was f=FCr Tipps habt Ihr?
Nutzsignal ist eine Amplitudenschwankung von 0 - 5mV mit einer Frequenz von ca. 0,1 - 0,5 Hz. Wie bekomme ich nun das Nutzsignal am Besten herausgefiltert?
Hast du Zugriff auf das 400kHz Signal mit konstanter Amplitude, also bevor das Messsignal überlagert wird? Wenn ja, dann würde ich versuchen ein um 180 Grad phasenverschobenes Signal zu addieren, und dann den (kleinen) Rest irgendwie auswerten.
Da wird wegen aller möglichen anderen Dinge, die bei der RMS Berechnung mit erfasst werden, nicht viel Sinnvolles herauskommen.
Theoretisch: Gleichrichten (AM-Demodulator) und tiefpassfiltern.
Praktisch: Bei gerade einem halben Promille Nutzanteil und diesem sehr niederfrequenten Anteil: Ganz klar digitale Signalverarbeitung, (digitaler) Bandpassfilter oder DDC vorweg usw., leider nichts, was man "mal eben" macht.
Du kannst jetzt noch hundert Aufbauten durchprobieren, wie es "theoretisch" mit irgendwelchen wilden analogen Konstruktionen gehen "müßte", wenn es _stabil_ funktionieren soll, führt kein Weg an der digitalen Signalverarbeitung vorbei. Dazu sind die Verhältnisse in Deiner Aufgabenstellung einfach zu extrem.
| Habe ein Sinussignal mit ca. 400kHz und einer Spannung von 10Vss. Das | Nutzsignal ist eine Amplitudenschwankung von 0 - 5mV mit einer Frequenz | von ca. 0,1 - 0,5 Hz. | Wie bekomme ich nun das Nutzsignal am Besten herausgefiltert?
| Oder ein AM-Demodulator. Von Demodulatoren habe ich aber zuwenig | Ahnung.
Was spricht denn dagegen? Brauchst Du ein DC Signal oder reicht Dir eine Bandbreite von sagen wir mal 0,01 Hz bis 1 Hz? Wenn Du ein bandbegrenztes AC-Nutzsignal hast, dann ist die Sache sehr einfach: Einweggleichrichtung mit Diode, Siebung mit Tiefpass (reicht wahrscheinlich passiv) abschließend ein Hochpass und dann geeignet verstärken.
"Mathias" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@g47g2000cwa.googlegroups.com...
Wenn dein Signal so waere, nur 400kHz und 0.x Hz, dann gleichrichten und in einem Tiefpass schicken und fertig. Dummerweise habe ich das Gefuehl, als ob in deinem Signal noch 50Hz,
756kHz und viele andere mehr mit mehr als 5mV hast....
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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.
Welcher Oberwellengehalt? Frequenzstabilitaet? Kommst Du an das (unmodulierte) Signal heran?
Sehr wenig Amplitude.
Ich wuerde die Grundrichtung "Brueckenschaltung" (=Subtrahierer) versuchen. Wenn Du die Traegerfrequenz auf 100mV herunter hast, kann man weitersehen. Setzt aber voraus, dass Du Dir den "reinen" Traeger besorgen kannst. Phasenverschiebungen nicht vergessen.
Halte ich fuer Quatsch. Nutzsignal geht in der Ungenauigkeit unter.
Digital, wie Oliver es vorschlug, sollte das bei den heutigen niedrigen DSP Preisen schon gehen. Analog auch, allerdings nicht unbedingt mit einer simplen Diode als Gleichrichter. Ein "verkehrt herum" betriebener Transistor funktioniert sehr viel besser als eine Diode. Damit kann man sehr kleine Nutzsignale herausfischen, denn hier liegt Dein Modulationsanteil gut 60dB unter Vollaussteuerung. Wahrlich kein Pappenstiel. Es gibt auch aktive Demodulatoren als Chips (Analog Devices etc.) oder man kann einen Gilbert Multiplier dazu zweckentfremden, was ich aber aus Kostengruenden meist nicht in Serie mache.
IIRC nur 60dB Dynamikbereich, was hier nicht reicht. Sieh Dir mal Bausteine wie den AD630 an. Koennte bei 400kHz noch gehen.
Wenn es schnell gehen muss und Kosten keine Rolle spielen, Analog Devices. Sonst inverted Transistor.
Ganz schnell noch ein "Quick and Dirty" Vorschlag: Wenn Du gut im SW schreiben bist, auf 10kHz oder so heruntermischen und in eine gute Soundkarte geben. Uebertrager nicht vergessen, um die ueblichen Brummschleifen und Stoerungen vom PC Netzteil zu kappen. Der Rest ist Software.
Klar ist das vom Phasenrauschen her nicht das gelbe vom Ei, koennte aber je nach gewuenschter Minimalaufloesung reichen. Es kommt darauf an, wie nahe an 0mV heran Du messen musst.
Und da sagt mir meine Kristallkugel, dass da bei -40dB ein fetter Netzbrumm von 50Hz liegt und etwas weiter drüber diverse Radiosender usw. Hinzu kommt, das steile Filter in der Region "Hertz" analog nicht wirklich Spass machen, schon garnicht bei -60dB.
Weiterhin sagt mir meine Kristallkugel, dass der Samplingtakt _sehr_ präzise sein muss => TCXO.
Der Gleichrichter ist da der harmloseste Teil, aber er alleine nützt nichts.
Deshalb => DSP, wahrscheinlich mit DDC und gutem Wandler. Riecht nach adaptivem Filter & Co., um den anderen Dreck a'la Netzbrumm wegzubekommen.
Der Multiplier ist viel zu nichtlinear und produziert nette Nebenwellen, ganz locker mit mehr als -60dBc. Vor allem: Wieso sollte die Referenz bitte stabil sein, wir unterhalten uns hier um eine _extreme_ Anforderung an die Amplitudenstabilität.
man Phasenrauschen
Again:
Alles andere außer DSP kann man in dem Fall "knicken".
Soundkarte übrigens auch, das Runtermischen wird viel zu viel Dreck reinbringen, ein normaler Quarzoszillator wird in dem Fall alleine schon vom scharfen Ansehen eine AM/FM Modulation erzeugen. Man verliert zudem den Vorteil durch das Oversampling.
Außerdem: Wie willst Du den Lokaloszillator regeln, dass seine Amplitude keine Langfristschwankung von z.B. >-80dBc (!) bei 20dB S/N hat ?
Ich halte das für keine gute Idee.
Sorry, dass ich keine besseren Nachrichten habe, ich weiß aber von einem konkreten Projekt, was -60dBc und 1Hz versus MHz bedeuten. BTDT.
Again: Der OP kann beliebig lange rumbasteln und beliebig viel Geld mit analogen Bastellösungen versenken, es ist seines ...
Am Ende wird er laut fluchend bei einer digitalen Lösung ankommen, ob es ihm passt oder nicht.
Nein, in dem Fall wird es nix mit "Low Tech". Sorry.
Eben, die 30dB sind nicht viel, 20dB sehe ich als das Minimum, das ist gerade mal ein Spannungsfaktor 10.
Ok, mit analoger Technik der Größenordnung 19" Einschub, voll, geht soetwas schon, aber nicht mit drei Bauteilen von Unrat&Co, wie sich manche das hier vorstellen. Alleine das Netzteil für das Analoggrab wird schon "etwas aufwändiger" ausfallen, wobei auch die DSP Schaltung eine sehr gute Versorgung benötigt.
Aber: Die Filter zwischen den 1Hz und dem 50Hz Netzbrumm will man eigentlich nicht analog bauen, wenn der Netzbrumm z.B. nur bei -30dBc liegen sollte. Und das ist gut denkbar ...
Vorallem unterhalten wir uns dann um einen etwas längeren Entwicklungszeitraum, unter Umständen ist selbst ein Jahr nichts. Kurzum: Nett, als Firmenforschung noch gut bezahlt wurde ;-)
Da hat der DSP den Vorteil, dass man relativ schnell neue Algorithmen testen kann, etwas zügiger fertig wird, so man weiß, was man macht, und so man nicht an elementaren Dingen wie dem TCXO für die Abtastung gespart hat.
Adaptive Filter lassen sich zudem nicht wirklich analog aufbauen, und die könnten hier nützlich sein, wenn wirklich weitere 30dB anfallen ...
Allerdings: Einem kleinen DSP darf man nach meiner ersten Einschätzung gleich einen DDC vorwegschalten, der die ersten Stufen der Bandpassfilterung vornimmt, sonst ist der bei min. 2MHz Samplerate (2 x Nyquist sollte es sein) mit Filtern und Down Conversion voll beschäftigt. Oder man schaltet ein Bandpass Filter (ggf. SC) vorweg und macht eine Unterabtastung. Bei kleinen Stückzahlen kann ein Fließpunkt-DSP die günstigste Lösung sein (Entwicklungsaufwand), bei großen ein ASIC.
Das lustige bei den Mischen-mit-eigenem-Refsignal Lösungen ist nämlich, dass man genau so (Signal plus verzögertes Signal an Mischer) wunderbar das Phasenrauschen messen kann. Und je dichter man an den Träger rankommt (eben Mischung auf Null), umso heftiger wird das Phasenrauschen ...
Das gibt dann so eine tolle "wir basteln ein halbes Jahr an einer Schaltung und merken dann, dass das Konzept Schrott ist" Lösung ...
Wenn ich schreibe "um 180 Grad phasenverschoben" dann meine ich damit NICHT eine irgendwie analog erzeugte Phasenverschiebung sondern ganz einfach das invertierte Signal. Die Invertierung erzeugt kein Phasenrauschen. Das funktioniert natürlich nur falls dieses Signal überhaupt zur Verfügung steht, und wenn in der Stecke wo das Messignal überlagert wird keine variable Phasenverschiebung stattfindet.
Allerdings. Vorherr planen und ggf. kleine Testboards für kritische Details ausmessen, um dann eine gescheite Lösung zu entwickeln, die man dann denen, die so wie Du vorschlägst arbeiten, für teures Geld _ver_kauft.
Es gibt viele Sachen die einfach aussehen. Deren tatsächlicher Schwierigkeitsgrad sich aber erst demjenigen erschließt, der versucht, sowas nachzubauen. Es ist ein Lernprozess. Wenn man danach die Problematik besser kennt, ist man eher bereit einen angemessenen Preis zu entrichten.
Wer im Bewußtsein, gute Produkte zu einem angemessenen Preis anzubieten ist, wird gern kompetente Kunden bedienen. Ist doch ganz in deinem Sinn ;-)
Hallo, danke mal f=FCr die rege Teilname. Mal kurz zu mir: Bin Elektronikentwickler freiberuflich, Schwerpunkt Me=DFtechnik und Kleinsteuerungen. Also nichts Hochkompliziertes und so. Meine Hauptarbeit ist meine Kunden zufriedenstellen. Damit verdiene ich meine Br=F6tchen und das hat oberste Priorit=E4t. Dieses Projekt mit dem Problem ist was eigenes, also ich investiere etwas Geld und meine Zeit. Wenn ich da jetzt nicht mehr weiterkomme, weil es f=FCr mich zu schwierig wird, dann tue ich es einfach in die Schublade und dann ist auch gut. Vielleicht f=E4llt mir ja nach einer Ruhezeit ein L=F6sungsweg ein. W=E4re nicht das erstemal, trotzdem w=E4re es sch=F6n, wenn das ganze Projekt funktioniert.
So, jetzt noch mal zum Thema: Habe kein reines Tr=E4gersignal zu Verf=FCgung. Dann geht auch nichts mit invertieren und zusammenmischeln. Schade, w=E4re eine gute m=F6gliche L=F6sung. RMS mit AD637 (RMS) soll nach Aussage nicht gehen, denke ich auch. Besser den AD630 (Demodulator). Datenblatt hab ich schon mal. Habe es notiert und zu den m=F6glichen L=F6sungen getan. @Martin Sch=F6negg (12.) Ist sehr trivial, werde ich nat=FCrlich probieren. Wegen Dioden, was ist besser: Germanium AAxxx, Feld Wald und Wiesen Silizium 1N4148, Schotky BASxx oder vielleicht noch was anderes? @J=F6rg (15.) "Ein "verkehrt herum" betriebener Transistor funktioniert sehr viel besser als eine Diode." Den Schaltungskniff kenne ich nicht, wie sieht der n=E4her aus? Basis-Emitter-Diode? Standardtransistor BCxxx? @Oliver Bartels (11. 16. 18.) Direkte digitale Signalverarbeitung mit schneller AD-Wandlung, FPGA, DSP mit Blackfin oder TMS und Softwarefiltern, =FCbersteigt momentan meine Kenntnisse an Fachwissen. Dies zu erlernen, einarbeiten richtig reinknien fehlt mir auch die Zeit. Wenn nat=FCrlich digital letztendlich die als einzige L=F6sung =FCbrigbleibt und ich beherrsche die Thematik nicht, dann bin ich auch selber Schuld, wenn ich's nicht zum Laufen kriege. Ich =FCberlege es mir noch, denn fr=FCher oder sp=E4ter sollte ich sowieso mit DSPs umgehen k=F6nnen. Au=DFer die AVRs von Atmel werden in n=E4chster Zeit so schnell, da=DF ich es mit denen machen k=F6nnte. ;-) grins
Um Brummen und Rauschen zu Filtern werde ich mich noch k=FCmmern m=FCssen.
Weiter L=F6sungsvorschl=E4ge nat=FCrlich willkommen.
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