Hallo, warum lassen sich mit PWM Signalen sinusoidale Signale erzeugen? Die Verwendung von PWM Signalen im Kontext der Digital-zu-Analog Wandlung verstehe ich folgendermaßen: Es handelt sich um ein periodisches Rechteck-Signal, dessen Abtastverhältnis (Impuls-/Periodenlänge) variiert wird. Das Abtastverhältnis repräsentiert die Amplitude; die Änderungsgeschwindigkeit des Abtastverhältnisses bestimmt die Frequenz des resultierenden Sinus. Das Signal wird mit einem Tiefpass gefiltert, dessen Grenzfrequenz im Fall eines idealen Tiefpasses bei 1/T liegt. Somit werden die Harmonischen der PWM Frequenz herausgefiltert. Beispiel: An einem Wechselrichter für einen Asynchronmotor liegen 24 V Gleichspannung an. Die Transistoren innerhalb des Wechselrichters werden über sechs PWM Signale mit 20 kHz geschaltet. Im Folgenden wird exemplarisch ein PWM Signal betrachtet: Der Tastgrad variiert zwischen 0 und 90 % und durchläuft in 200 Perioden des PWM Signals die Werte eines Sinus-Signals. 1) Ist folgende Aussage korrekt? Der resultierende Sinus hat eine Amplitude von 0.9*24 V = 21,6 V und eine Frequenz von 20.000 Hz/200 = 100 Hz 2) Werden die Tastgrade 0 % und 100 % auch verwendet? Ein Rechteck-Signal (kurz rect) entsteht durch die Überlagerung von Sinus-Signalen, deren Peridoden reale Vielfache der Periode des Rechteck-Signals sind. Die Amplituden der Sinus-Signale sind abnehmend. Im Frequenzbereich stellt sich das als sinc-Funktion dar. 3) Wie lautet die exakte Summenformel für diesen Sachverhalt? 4) Warum filtere ich im Frequenzbereich mit einer Grenzfrequenz von 1/T meines PWM Signals? Ja, die Harmonischen meiner PWM Frequenz (im obigen Beispiel bei 40 kHz, 60 kHz ...) verschwinden dann. Aber letztlich bildet doch der Mittelwert meines PWM Signals die Amplitude. Der Mittelwert ist der Gleichanteil meines PWM Signals. Der Gleichanteil befindet sich im Frequenzspektrum bei f=0. Die ganze Thematik fällt mir gerade noch etwas schwer. Ich wäre dankbar, wenn jemand es nochmal bildhaft erklären könnte. Links von wikipedia oder der 2-Seiter aus dem Forum zum Thema PWM helfen mir nicht weiter. Grüße
Moin, 1.) ja hoechstwahrscheinlich. Aber es hat auch noch einen Gleichanteil. 2.) Warum denn nicht? 3.) Das gilt nicht nur fuer Rechteck, sondern fuer alle moeglichen periodischen Signale. Dabei gibts aber zu den sinuessen noch einen Gleichanteil und wenns unbedingt alles sinuesse sein muessen, dann koennen die auch noch unterschiedliche Phasen haben. Genau das leistet die Fourierreihe. Wenn du von einem speziellen Signal (z.b. rect) schon die Fouriertransformierte kennst (z.b. sinc) musst du die nur noch an den enstsprechenden Stellen auswerten, das sind dann die Koeffizienten fuer deine Summenformel. 4.) Du sitzt in der Badewanne und die Temperatur deines Badewassers wird per PWM eingestellt. Du willst also z.b. 33.33°C warmes Badewasser und du kriegst dann durch die PWM eben 20 sec. lang 100°C heisses Badewasser, danach fuer 40 sec. 0° kaltes Badewasser. Da steigert ein Tiefpass fuer die Badewassertemperatur dein Wohlbefinden immens... Das ist nicht anders, wenn dein Badewasser nicht konstant 33.33° haben soll, sondern eben z.B. Tbade=33.33°C + 5°C * sin(2 pi t / 600sec) sein soll. Gruss WK
@ Der Andere Es existiert keine Übungsaufgabe. Das Beispiel bildet den Anwendungsfall und ich möchte mit Hilfe meines Wissens aus der Vorlesung verstehen, warum es so funktioniert. @ Dergute Weka Danke für die schnelle Antwort. Wenn demnach gilt, dass die Änderungsgeschwindigkeit des Tastgrads die Frequenz des resultierenen Sinus bestimmt, folgt daraus, dass ein PWM Signal mit gleichbleibendem Tastgrad eine Gleichspannung erzeugt. Korrekt? Ich habe versucht, den Sachverhalt in MATLAB nachzubilden: Abtastung: Abtastrate fs = 10 kHz | Abtastintervall Ts = 10^-4 s Signal im Zeitbereich: Frequenz f = 5 Hz | Tastgrad: 0.5 Gemäß dem Abtasttheorem (fs >= f) lassen sich bei einer Abtastrate von 10 KHz Frequenzen bis 5 kHz messen. Hat die absolute Anzahl der Abtastwerte einen Einfluss auf das Ergebnis der Fourier-Transformation? Die Grundfrequenz und die Harmonischen der PWM Frequenz erscheinen als Peaks im Frequenzbereich. Die Harmonischen äußern sich als Rauschen im Sinus-Signal. Sie werden daher durch einen Tiefpass mit einer Grenzfrequenz von 1/T gefiltert. Im Beispiel liegt die Grenzfrequenz bei 5 Hz - einen idealen Tiefpass vorausgesetzt. Korrekt? Die Dämpfung bei der Grenzfrequenz entspricht -3 dB. Dies entspricht einer Verringerung der Leistung um den Faktor 2. Die Grundwelle ist somit weiterhin im resultierenden Sinus enthalten. Warum wird die Grundwelle nicht ebenfalls herausgefiltert? Im Frequenzspektrum sind neben den Harmonischen des PWM Signals keine weiteren Peaks erkennbar; da sich der Tastgrad des PWM Signals nicht ändert, wird ein Gleichspannungssignal erzeugt, das im Leistungsspektrum bei 0 Hz abgebildet wird. Wenn der Tastgrad derart variiert würde, dass in 3 PWM-Perioden die Amplituden eines Sinus-Signals erzeugt würden, wäre im Frequenzspektrum ein weiterer Peak bei f=5 Hz/3=1.7 Hz sichtbar. (Die Werte sind etwas mickrig geraten.) Korrekt?
Es scheint mir, dass es hilfreich sein könnte, genauer zu formulieren, wonach Du mit dem Wort "Warum" fragst. Die Antworten, die Du versuchst, sind, aus verschiedenen Betrachtungsweisen genommen und Du versuchst Übergänge zwischen diesen Betrachtungsweisen. Das halte ich für sinnvoll, zweckmäßig und lehrreich. Jede dieser Betrachtungsweisen gibt in ihren Begriffen eine Antwort auf die Frage nach dem "Warum". Soweit so gut. Es scheint mir aber auch, dass es hilfreich sein könnte, wenn man versucht eine Ordnung in die Aussagen zu bringen. Die Begriffe dazu hast Du soweit zusammen; in zwei Zusammenhängen könnte man sie noch ausdrücklicher formulieren. Du hast z.B den Zeitbereich und den Frequenzbereich. Im Frequenzbereich arbeitest Du mit den Methoden der Fourier-Synthese und Analyse. OK. Du hast Betrachtungen aus der Sicht von idealisierten und konkreten Schaltungen. Soweit auch OK. Du hast auch Betrachtungen aus mathematischer Sicht und zwar in Bezug auf idealisierte als auch konkrete Schaltungen als auch auf den Zeitbereich und den Frequenzbereich. In dieser Hinsicht, scheint mir, könnte man etwas formaler und detaillierter formulieren. Ich habe den Eindruck, dass man bei zwei oder drei Übergängen zwischen den Betrachtungsweisen noch klarer herauszustellen könnte, worin die Konkretisierung bzw. Abstraktion liegt und was das für den Unterschied bedeutet. Ich möchte hier mal ein Beispiel beschreiben: Du schreibst an einer Stelle, von dem Mittelwert der Spannung der PWM bei einem bestimmten Tastgrad. Ich meine aber aus der Wortwahl und der Satzaussage zu erkennen, dass Dir nicht ganz klar ist, dass der "Mittelwert" von dem Du sprichst das Ergebnis einer Berechnung in gewissen Grenzen (z.B. Zeitintervallen), mittels geschlossener mathematischer Ausdrücke ist, die sich grundsätzlich von der "Mittelwertbildung" durch einen Tiefpass (einem realen oder auch idealen [wobei die Frage beantwortet werden könnte, in welcher Hinsicht er idealisiert wurde] Tiefpass) unterscheidet. Vergleiche einmal die mathematische Beschreibung der Mittelwertbildung mit der eines Tiefpasses. Wenn Du z.B. diesen Unterschied klarer für Dich formulieren könntest, wäre meiner Ansicht nach ein wertvoller Fortschritt erzielt. Vielleicht versuchst Du einmal Dir ein graphisches Schema aufzubauen und die Übergänge darin in Stichworten, - entsprechend meinen Anmerkungen oben -, zu beschreiben. Dann könnte einiges am Gesamtbild klarer werden. Diese meine Antwort ist selbst relativ abstrakt. Das habe ich mit einer gewissen Absicht getan, weil ich es für sinnvoll halte, dass Du Deine eigenen Denkvorgänge einmal etwas näher betrachtest. Ich hoffe, dass ich Dir damit ein Stück weiter helfe.
Johnson 3. schrieb: > warum lassen sich mit PWM Signalen sinusoidale Signale erzeugen? Weil die Frequenz des Sinussignales weit unter der PWM-Frequenz liegt.
> Gemäß dem Abtasttheorem (fs >= f) lassen sich bei einer Abtastrate von > 10 KHz Frequenzen bis 5 kHz messen. ja > Hat die absolute Anzahl der > Abtastwerte einen Einfluss auf das Ergebnis der Fourier-Transformation? nein > Die Grundfrequenz und die Harmonischen der PWM Frequenz erscheinen als > Peaks im Frequenzbereich. ja > Die Harmonischen äußern sich als Rauschen im > Sinus-Signal. ja > Sie werden daher durch einen Tiefpass mit einer > Grenzfrequenz von 1/T gefiltert. nein, 1/t /2 wegen Nyquist > Im Beispiel liegt die Grenzfrequenz bei > 5 Hz - einen idealen Tiefpass vorausgesetzt. Korrekt? wenn Dein Filter so gebaut ist, ja > Die Dämpfung bei der Grenzfrequenz entspricht -3 dB. Dies entspricht > einer Verringerung der Leistung um den Faktor 2. nein, 30%, 6dB wären 0,7*0,7 = 0,5
Mar. W. schrieb: >> Die Dämpfung bei der Grenzfrequenz entspricht -3 dB. >> Dies entspricht einer Verringerung der Leistung um den >> Faktor 2. > > nein, Doch! > 30%, Nein. -3dB sind 71% der Amplitude . Und da das sowohl für die Spannung als auch für den Strom gilt, entsprechen -3dB der halben Leistung (50%). > 6dB wären 0,7*0,7 = 0,5 Das gilt für die Amplitude . -3dB ist 71% der Amplitude , also 50% der Leistung . -6dB ist halbe Amplitude , als 25% der Leistung . Warum diese "unsinnig komlizierte" Festlegung? Nun, da -3dB gerade 71% der Spannungsamplitude, 71% der Stromamplitude und 50% der Leistung entspricht, ist es schlicht unnötig, zwischen "Spannungs-dB", "Strom-dB" und "Leistungs-dB" zu unterscheiden. -3dB sind -3dB. Voraussetzung für all das: Konstanter Widerstand.
Angehängte Dateien:
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sdSine8BitFs48kHz.bmp
150 KB
>Warum diese "unsinnig komlizierte" Festlegung? >Nun, da -3dB gerade 71% der Spannungsamplitude, 71% der >Stromamplitude und 50% der Leistung entspricht, ist es >schlicht unnötig, zwischen "Spannungs-dB", "Strom-dB" >und "Leistungs-dB" zu unterscheiden. -3dB sind -3dB. Wenn ich die "FFT"-Funktion in meinem Rigol benutze, zeigt sie dbVrms/div Um die Auswirkungen zu testen habe ich die Amplitude mal halbiert. Die Folge ist, dass der FFT-Peak um 6dB absinkt. Insofern ist es schon eine Frage, wie man ein Signal interpretiert. 6dB Abschwächung auf dem Rigol Oszilloskop kann man auf zwei Weisen interpretieren: 1. Halbierung der Amplitude 2. Viertelung der Leistung
chris schrieb: > 1. Halbierung der Amplitude > 2. Viertelung der Leistung Und das ist beides das gleiche. Zudem ist deine Skala ja klar auf die Spannung bezogen (db_V_rms) Und zum Thema: der TO hat ja schon erkannt, das ein PWM mit gleichbleibendem Tastgrad eine Gleichspannung ergibt. Um einen Sinus zu erzeugen wird der Tastgrad im Vergleich zur PWM-Frequenz sehr langsam verändert. Am Tiefpassfilter ist also immernoch ein (fast) konstanter Tastgrad, der dann als (fast) Gleichspannung dem aktuellen Wert der Sinuskurve entspricht.
>Und das ist beides das gleiche.
Soso, Leistung und Amplitude ist das Gleiche.
Genau wie Äpfel und Birnen: beides Obst.
chris schrieb: >>Und das ist beides das gleiche. > Soso, Leistung und Amplitude ist das Gleiche. > Genau wie Äpfel und Birnen: beides Obst. gr8 b8 m8 halbe Amplitude = viertel Leistung weil P=U*I= U * (U/R)=U^2/R ~ U^2
chris schrieb: > Wenn ich die "FFT"-Funktion in meinem Rigol benutze, zeigt sie > > dbVrms/div Ja, okay. Schön. > Um die Auswirkungen zu testen habe ich die Amplitude mal > halbiert. Die Folge ist, dass der FFT-Peak um 6dB absinkt. Logisch. > Insofern ist es schon eine Frage, wie man ein Signal > interpretiert. Nee, das ist keine Frage. Ein Oszi zeigt Spannung an. Es steht ja auch klar da: "dBVrms/div". Dezibel; bezogen auf 1V; Effektivwert; ein Teilstrich. > 6dB Abschwächung auf dem Rigol Oszilloskop kann man auf > zwei Weisen interpretieren: > > 1. Halbierung der Amplitude > 2. Viertelung der Leistung Ja. Und? Die Formel P = U^2 / R kennst Du?! Wie verändert sich die Leistung an einem Widerstand, wenn man die Spannung halbiert?
chris schrieb: >>Und das ist beides das gleiche. > > Soso, Leistung und Amplitude ist das Gleiche. Nein. Aber "Halbierung der Amplitude" und "Viertelung der Leistung" ist das Gleiche.
Possetitjel schrieb: > Aber "Halbierung der Amplitude" und "Viertelung der > Leistung" ist das Gleiche. Nur an einem linearen Widerstand. Johnson 3. schrieb: > der 2-Seiter aus dem Forum zum Thema PWM helfen mir nicht weiter. Es wird Dir aber keiner was anderes sagen können, weil in den Wikis das steht, was passiert. Wo ist denn das Verständnisproblem? Die PWM ist nichts anderes, als ein Analogsignal, das gefiltert wird. Es hat nur eben keine Zwischenzustände, sondern immer Vollausschlag. Was Du da rausfiltern kannst oder musst, hängt von der Anwendung ab. Vereinfacht formuliert brauchst Du einen Filter, der irgendwo zwischen der PWM-Grundfrequenz und der zu betrachtenden Welle liegt. Also z.B. 10kHz analoge PWM mit unendlicher Auflösung, Temperaturmessung mit 10Hz. Filter-GF liegt bei 15..20Hz. Willst Du 50Hz-Störung noch im Signal finden, dann eben 100Hz GF.
>Nyquist
Wer sich die Mühe gemacht hat, einen Sinus mit sehr wenigen Punkten zu
erzeugen und nach messen tut, was dabei rauskommt, der kommt nicht mehr
auf die Idee, mit Nyquist und Faktor 2 in der Frequenzabtastung zu
argumentieren.
Faktor 10 ist Pflicht und für die Applikation der TO wohl eher Faktor
100.
Die 20.000 Hz PWM ergeben mit gutem Willen und viel Glück vielleicht
gerade so 200Hz!
H. S. schrieb: > Die 20.000 Hz PWM ergeben mit gutem Willen und viel Glück vielleicht > gerade so 200Hz! Fragt sich, mit welcher analogen Qualität! Ein Tiefpassfilter 3. Ordnung hat eine Dämpfung von maximal 60dB/Dekade im Stoppband. Umgeht man die Welligkeit im Passband und legt die Grenzfrequenz auf z.B. 500Hz wären das bei 20kHz vielleicht 70dB. Das hört sich erst einmal Spitze an! Geht es aber darum, den Sinus sauber hinzubekommen, muss man alle Oberwellen wegbekommen, d.h. auch Frequenzen der ersten Oberwelle etc. Eine 200Hz-Welle hätte aber die 400Hz noch ziemlich fett drin! Anteile der PWM, die das abgeben (und die gibt es) würden weitgehend ungefiltert durchgelassen. Es benötigt also ein Spektrum, welches von der PWM gut genug repräsentiert werden kann, damit dort, wo man 17% Oberwelle haben will, auch 17% drin sind und nicht etwa 18. Vor allem muss dann, wenn 0 drin sind auch 0 rauskommen. Eine PWM, die richtig gut funktionieren soll, muss also von der Frequenz deutlich höher sein, als dei Grenzfrequenz des Tiefpasses und dessen Frequenz deutlich über der Nutzfrequenz liegen. Nehmen wir also 200Hz mit Oberwellen bis zur 7. Harmonischen und legen dort den Filter hin. Macht 1500Hz. Erfordert wenigstens 30kHz. Bei 20 komme ich auf geschätze gut 50dB.
H. S. schrieb: > Faktor 10 ist Pflicht und für die Applikation der TO wohl > eher Faktor 100. Die 20.000 Hz PWM ergeben mit gutem Willen > und viel Glück vielleicht gerade so 200Hz! Dein Faktor 100 sind immerhin fast 7 Oktaven. Mit einem ausreichenden Filter sollte das eigentlich kein Problem sein. Audiosignale werden bei 96kHz auch nur mit 4 Oktaven Abstand dargestellt. Carlo schrieb: > Eine PWM, die richtig gut funktionieren soll, muss also von der Frequenz > deutlich höher sein, als dei Grenzfrequenz des Tiefpasses und dessen > Frequenz deutlich über der Nutzfrequenz liegen. In Deinem Beispiel steckt glaube Ich ein Fehler: 7. Harmonische ist nicht die 7. Oktave sondern nur die 7 fache Frequenz. Das sind nicht einmal 3 Oktaven. Das ist tatsächlich sehr knapp bemessen.
Du kannst auch mit nur 2 Punkten einen Sinus definieren. Ist eben ein Rechteck. Alle Oberwellen weg und gut ist. Je nach Anwendungsfall reicht das und wird auch so gemacht. Bei einer statischen Frequenz lässt sich z.B: ein sehr steiles Filter einsetzen, welches die Anforderungen löst. Wenn es das gesamte Spektrum sein soll und mit einem Tiefpass gearbeitet wird, sind auch 96kHz knapp.
Carlo schrieb: > Geht es aber darum, den Sinus sauber hinzubekommen, muss man alle > Oberwellen wegbekommen, d.h. auch Frequenzen der ersten Oberwelle etc. > Eine 200Hz-Welle hätte aber die 400Hz noch ziemlich fett drin! Anteile > der PWM, die das abgeben (und die gibt es) würden weitgehend ungefiltert > durchgelassen. Es benötigt also ein Spektrum, welches von der PWM gut > genug repräsentiert werden kann, damit dort, wo man 17% Oberwelle haben > will, auch 17% drin sind und nicht etwa 18. Vor allem muss dann, wenn 0 > drin sind auch 0 rauskommen. Da komme ich nicht mit. Könnte man das mal aufdröseln? Das Oberwellenspektrum des Rechtecks eines Pulses in der PWM ist klar definiert und lässt sich nicht ändern. Das ist das Fourierspektrum. Wie möchte man das manipulieren? Mehr, als der Tiefpass hergibt, geht ja nicht.
Johnson 3. schrieb: > warum lassen sich mit PWM Signalen sinusoidale Signale erzeugen? Johnson 3. schrieb: > Ich wäre dankbar, > wenn jemand es nochmal bildhaft erklären könnte. https://www.youtube.com/watch?v=98si4uLcCpc
Johnson 3. schrieb: > warum lassen sich mit PWM Signalen sinusoidale Signale erzeugen https://www.tinaja.com/glib/msintro1.pdf Mario G. schrieb: > Youtube-Video "Was ist PWM ? Na ja, so spät, so dünn.
MaWin schrieb: > Na ja, so spät, so dünn. Wie alle YT Videos. Viel Bild, wenig Text, kaum Information. Viel Zeitverschwendung für wenig Nutzen. Die Fragen aus diesem thread bleiben auch ungeklärt. Da ich einige interessant finde, werfe ich sie nochmals auf: 1. Interpretation der GRenzfrequenz: lalelu schrieb: > chris schrieb: >> 1. Halbierung der Amplitude >> 2. Viertelung der Leistung Richtig, aber weiter oben wird von -3dB gesprochen, die an Abfall herrschen, also 30% Spannung und 50% Leistung. Wer klärt es auf? 2. Welche Grenzfrequenz? Carlo schrieb: > Geht es aber darum, den Sinus sauber hinzubekommen, muss man alle > Oberwellen wegbekommen, d.h. auch Frequenzen der ersten Oberwelle etc. > Eine 200Hz-Welle hätte aber die 400Hz noch ziemlich fett drin! Da sie das immer hat, stelle ich die Frage nach der fg des Filters. Nehme ich z.B. eine fg von 50Hz und klatsche eine solches 200Hz Rechteck drauf, dann wäre die erste Oberwelle schon im Stoppband. Müsste also erträglich sein. Die Frage des TE ist aber eine andere: Er will PWM machen, also mit angesagten 60kHz Sinus erzeugen. Dazu muss er die 16us-Pakete entsprechend lange an oder aus haben. Für 60Hz also z.B. Faktor 500:500. Wo soll dann die Grenzfrequenz hin?
Moin, Altera-Nutzer schrieb: > Richtig, aber weiter oben wird von -3dB gesprochen, die an Abfall > herrschen, also 30% Spannung und 50% Leistung. Wer klärt es auf? Grenzfrequenz ist oft -3dB, muss aber nicht immer sein. Kann manchmal auch -6dB sein oder auch ganzwas Andreres. Altera-Nutzer schrieb: > Wo soll dann die Grenzfrequenz hin? Die sollte moeglichst knapp oberhalb deiner maximalen Nutzfrequenz sein, die du noch in deinem PWM Signal haben willst. Gruss WK
Altera-Nutzer schrieb: > Wie alle YT Videos. Viel Bild, wenig Text, kaum Information. Viel > Zeitverschwendung für wenig Nutzen. Die Fragen aus diesem thread bleiben > auch ungeklärt. Da fühlen sich die Machos von einer Elektronik-YouTuberin auf den Schlips getreten. M.E. ist in dem Video alles drin, was man braucht und die SinusTabelle kannte ich nicht, kann ich aber spitze für mein eigenes Projekte nutzen. Das Modul zum Schluss gefällt mir auch. Hätte ich sonst nicht gewusst.
Ich finde das Video auch klasse. Der Teil mit dem analogen Multimeter gefällt mir am besten.
Johnson 3. schrieb: > warum lassen sich mit PWM Signalen sinusoidale Signale erzeugen? Mal abgesehen von dem Video: Bei praktisch allen Verfahren gibt es eine Frequenzabhängigkeit und ohne Anpassung derselben, wird es schwer bis unmöglich, für einen weiten PWM-Bereich wirklich Sinussignale zu erzeugen. Es ist immer ein Kompromiss zwischen Amplitudengenauigkeit, Aussteuerung und Oberwellenbegrenzung.
K. L. schrieb: > Es ist immer ein Kompromiss zwischen Amplitudengenauigkeit, Aussteuerung > und Oberwellenbegrenzung. Richtig. Wie bei fast allem, kommt es auch auf den Einsatzzweck an.
Dergute W. schrieb: > Du sitzt in der Badewanne und die Temperatur deines Badewassers wird > per PWM eingestellt. das gibt aber alles andere, als ein sinusförmiges Signal. Das gibt zwei Kondensator-Ladekurven. Um daraus einen Sinus zu machen, braucht es auch noch einen Energiespeicher, der die Dynamik des Aufwärmens und Abkühlens speichert und nachhaltig einspeist. Nur kapazitiv glätten, reicht nicht. Es braucht auch eine Art Induktivität.
Gab es nicht analoge Schaltungen mit Dioden, die aus einem Rechteck ein Dreieck und daraus einen Sinus machen konnten?
Elbi schrieb: > Gab es nicht analoge Schaltungen mit Dioden, die aus einem Rechteck ein > Dreieck und daraus einen Sinus machen konnten? Nein, bei Analogsynthesizern wird aus einem Sägezahn ein Dreieck, durch Gleichrichtung und Offset, daraus kannst du dann einen Sinus machen, indem die Spitzen des Dreiecks mit Dioden begrenzt. Der Rechteck und auch PWM wird auch aus dem Sägezahn mittels einfachem Komparator abgeleitet.
Andi schrieb: > Nein, bei Analogsynthesizern wird aus einem Sägezahn ein Dreieck, und woher kommt der Sägezahn?
chris schrieb: >>und woher kommt der Sägezahn? > Analog Integrator: > https://www.falstad.com/circuit/e-sawtooth.html Die Grafik stimmt aber nicht richtig, weil die abfallende Flanke keine richtige Säge ist, eher fast schon ein halbes Dreieck. Andi schrieb: > Nein, bei Analogsynthesizern wird aus einem Sägezahn ein Dreieck, Warum um die Ecke? Ein Dreieck ist doch direkt per Integrator zu erzeugen.
>Die Grafik stimmt aber nicht richtig, weil die abfallende Flanke keine >richtige Säge ist, eher fast schon ein halbes Dreieck. In der Natur gibt es keine unendlich schnell fallenden Spannungen. Die etwas langsam abfallende Flanke ist der Schaltungsdimensionierung geschuldet.
> Nein, bei Analogsynthesizern wird aus einem Sägezahn ein > Dreieck, durch Gleichrichtung und Offset, daraus kannst du > dann einen Sinus machen, Die Dreiecke kann man so herstellen, geht aber auch anders. Der Sinus ist aber im Regelfall nicht Produkt von einer Dreiecksumformung. Eher hat man einen Sinusoszillator, den man in Anschlag bringt oder auf einen Komparator führt, um das Rechteck zu erzeugen, aus dem dann die anderen Wellen abgeleitet werden. > Rechteck und auch PWM wird auch aus dem Sägezahn mittels einfachem > Komparator abgeleitet. Mit 2 spannungsgesteuerten Komparatoren kriegt man ein sehr gutes Dreieck, inklusive der Spannungsumsetzung die infolge der Frequenz nötig ist, um konstante Amplituden zu erhalten. Für PWM muss man noch ein bisschen umdenken: Der Sägezahn ist hier Mittel zum Zweck. "PWM" schließt aber diskussionstechnisch den Kreis. :-) Eine Anmerkung noch: > indem die Spitzen des Dreiecks mit Dioden begrenzt. Das kann man so machen, wenn man einen Pseudosinus erzeugen will. Gut funktioniert es mit der dritten Oberwelle, die dominant entsteht, wenn man so begrenzt. Aber: Weiter oben wirft jemand ein, man könne PWM so umformen. Das geht natürlich nicht. Das würde nur die Ecken abrunden - bildlich gesprochen - und zu einem "Sinus" führen, wenn die PWM 50%:50% beträgt. Man muss das PWM in irgendeiner Form integrieren. Gleichwohl ist das ein recht probates Mittel der Klangerzeugung, wenn man PWMs mit 25% oder 33% verwendet. Man bekommt dann zwei Halbwellen passender Frequenz. > Die Grafik stimmt aber nicht richtig, weil die abfallende Flanke keine > richtige Säge ist, eher fast schon ein halbes Dreieck. Die Grafik ist aber insofern interessant, als dass sie näher am realen Sägezahn ist, der aus Analogsynths kommt. Der ist auch verträglicher mit den typischen nachgeschalteten Filtern.
Entwickler K. schrieb: > Andi schrieb: >> Nein, bei Analogsynthesizern wird aus einem Sägezahn ein Dreieck, > Warum um die Ecke? Ein Dreieck ist doch direkt per Integrator zu > erzeugen Der VCO wird normalerweise als Sägezahnoszillator ausgeführt weil es einfacher ist nur eine Rampe genau zu steuern und dann einfach schnell zu entladen, anstatt beide Rampen genau zu steuern. Und vor allem sind Sägezahn und Rechteck (Puls) die wichtigsten Wellenformen für subtraktive Synthese. Viele einfache Analogynthies stellen kein Dreieck oder gar Sinus bereit, da das nachfolgende Filter da nicht viel rausfiltern kann. Antoni Stolenkov schrieb: > Andi schrieb: >> Nein > > Doch. Und wie soll das funktionieren aus einem Rechteck mittels Dioden ein Dreieck und daraus einen Sinus zu erzeugen?
Für den TE: Beitrag "EPJ15 S. 7: PWM mit FPGA" Andi schrieb: > Der VCO wird normalerweise als Sägezahnoszillator ausgeführt weil es > einfacher ist nur eine Rampe genau zu steuern und dann einfach schnell > zu entladen, anstatt beide Rampen genau zu steuern. Und den Sinus aus einem Filter?
K. L. schrieb: > Und den Sinus aus einem Filter? Ohne einen weiteren Generator, JA. Man wird das aber gekoppelt aufbauen. Sinus ist in Analogbauweise eher einfach. Oder man macht den Sinus aus einer PWM: Beitrag "Re: Zweiklang Ton erzeugen"
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