Auswahl der Frequenz und Amplitude einer trägersignal

[tipa1012]

Hallo,
Ich arbeite gerade über ein Projekt. Mein Ziel ist ein PWM Signal zu erzeugen. Dafür benutze ich einen Komparator.
Am positive Eingang des Komparators habe ich mein analoges Signal, am negative Eingang habe ich ein Trägersignal. Meine Frage lautet, wie wählt man die Amplitude und die Frequenz von dem Trägersignal optimal aus?

 

[Octavian1977]

Was soll denn das Ziel Deines Gerätes sein?
Radio?
Netzwerk?
Datenübertragung?
Leistungsregelung?

 

[patois]

Meine Frage lautet, wie wählt man die Amplitude und die Frequenz von dem Trägersignal optimal aus?

Gute Frage, die du eventuell nach einem entsprechenden semesterlangem Studium beantworten, bzw. verstehen kannst.

 

[tipa1012]

Was soll denn das Ziel Deines Gerätes sein?
Radio?
Netzwerk?
Datenübertragung?
Leistungsregelung?

Das ziel meines Gerätes ist die Datenübertragung

 

[Octavian1977]

Jetzt mußt Du eben noh das Medium auswählen über das übertragen wird und dann das optimum an Trägerfrequenz ermitteln.
Der Hinweis auf eine passende Vorlesung ist da durchaus angebracht.
Zusätzlich gibt es da unzählige Bücher im fachhandel dazu.

 

[eFuchsi]

welches Übertragungsmedium?

 

[Strippe-HH]

Diese Begriffe sind mir noch aus der zeit in Erinnerung als ich CB-Funk hatte.
Aber was da nun jetzt mit gemeint ist ??????

 

[EBC41]

Mein Ziel ist ein PWM Signal zu erzeugen. Dafür benutze ich einen Komparator.
Am positive Eingang des Komparators habe ich mein analoges Signal, am negative Eingang habe ich ein Trägersignal. Meine Frage lautet, wie wählt man die Amplitude und die Frequenz von dem Trägersignal optimal aus?

Die Amplitude des Trägersignals (es muss hier dreieck- oder sägezahnförmig sein) sollte ein wenig größer als die größtmögliche Amplitude der Signalspannung sein. Also in beiden Richtungen (positiv und negativ) die Signalspannung immer ein wenig überragen. Damit die Komparatorfunktion während jeder Periode der Trägerspannung stattfindet.

Die Frequenz des Trägersignal muss deutlich höher als die höchste vorkommende Signalfrequenz sein. Zum Beispiel Faktor 10.

Willst Du damit analoge Daten / Messwerte übertragen?

Um das ursprüngliche Signal nach der Übertragung durch PWM wieder zu gewinnen, muss man es über einen Tiefpass führen. Nach dem Tiefpass wird man noch Reste der Trägerspannung im Signal erkennen. Je höher die Frequenz der Trägerspannung im Vergleich zur Signalfrequenz ist, desto weniger Trägeranteil wird nach dem Tiefpass erscheinen. Andererseits erfordert eine höhere Trägerfrequenz mehr Aufwand in der Übertragungsstrecke. Da muss man den richtigen Kompromiss finden.

 

[tipa1012]

Die Amplitude des Trägersignals (es muss hier dreieck- oder sägezahnförmig sein) sollte ein wenig größer als die größtmögliche Amplitude der Signalspannung sein. Also in beiden Richtungen (positiv und negativ) die Signalspannung immer ein wenig überragen. Damit die Komparatorfunktion während jeder Periode der Trägerspannung stattfindet.

Die Frequenz des Trägersignal muss deutlich höher als die höchste vorkommende Signalfrequenz sein. Zum Beispiel Faktor 10.

Willst Du damit analoge Daten / Messwerte übertragen?

Um das ursprüngliche Signal nach der Übertragung durch PWM wieder zu gewinnen, muss man es über einen Tiefpass führen. Nach dem Tiefpass wird man noch Reste der Trägerspannung im Signal erkennen. Je höher die Frequenz der Trägerspannung im Vergleich zur Signalfrequenz ist, desto weniger Trägeranteil wird nach dem Tiefpass erscheinen. Andererseits erfordert eine höhere Trägerfrequenz mehr Aufwand in der Übertragungsstrecke. Da muss man den richtigen Kompromiss finden.

Ja, ich messe mit Hilfe einer Waagezelle die kraft. Da die gemessene Werte zu klein sind benutze ich einen Verstärker. Die Ausgangswerte(Analoge Signal) des Verstärkers wird am Eingang des Komparator geführt und mit dem Trägersignal verglichen. Das erzeugte PWM soll eine Periode von 2ms. Wie mache ich denn, um so PWM mit bestimmte Periode zu haben?

 

[patois]

Wie mache ich denn, um so PWM mit bestimmte Periode zu haben?

Mein Vorschlag wäre, dass du erst einmal einen Fernkurs in Elektronik absolvierst,
wodurch du eventuell in die Lage versetzt werden "könntest" deine "Probleme" selbst zu lösen . . .

.

1) Man könnte auch versuchen das Signal zu digitalisieren und drahtgebunden zu übertragen

2) Man könnte auch versuchen die Signalübertragung nach dem "current loop" Verfahren zu verwirklichen
.

 

[tipa1012]

Mein Vorschlag wäre, dass du erst einmal einen Fernkurs in Elektronik absolvierst,
wodurch du eventuell in die Lage versetzt werden "könntest" deine "Probleme" selbst zu lösen . . .

.

1) Man könnte auch versuchen das Signal zu digitalisieren und drahtgebunden zu übertragen

2) Man könnte auch versuchen die Signalübertragung nach dem "current loop" Verfahren zu verwirklichen
.

Als alternative habe ich auch an einer analoge digital Konverter gedacht. Ich benutze ein Mikro Controller und ich programmiere es damit es am Ausgang ein Signal mit einer bestimmten Periode erzeugt

 

[Pumukel]

Wenn du Daten übertragen willst, dann mach das am besten rein digital und nicht über Umwege.
PWM dagegen ist eher die Übertragung eines analogen Signals.

 

[EBC41]

Das erzeugte PWM soll eine Periode von 2ms. Wie mache ich denn, um so PWM mit bestimmte Periode zu haben?

Man braucht dazu eine Oszillatorschaltung die 500 Hertz Sägezahn oder Dreieck erzeugt, diese führt man mit geeigneter Amplitude dem einen Eingang des Komparators zu.

 

[Pumukel]

Die 500 Hz sind wohl ein Witz. Übliche Frequenzen liegen da eher im 2 bis 3 stelligen kHz Bereich. Und Üblicherweise wird da ein Sägezahn benutzt seltener eine Dreieckspannung.

 

[EBC41]

Wenn er nur langsam sich ändernde Messwerte, wie etwa von der Waage übertragen will, reicht 500 Hz locker.

 

[eFuchsi]

Mich würde noch immer die Übertragungsstrecke interessieren?
Luft (Funk), Kupfer, Glasfaser, Wasser über Töne.

Denn warum tut man sich das eigentlich an?

 

[patois]

Das erzeugte PWM soll eine Periode von 2ms. Wie mache ich denn, um so PWM mit bestimmte Periode zu haben?

Man macht die Frequenz des Sägezahnsignals einstellbar und justiert diese derart, dass am Ausgang des Verstärkers die gewünschte Periodendauer generiert wird.
Um diese Vorgehensweise verstehen zu können, sollte man die Formel kennen, welche den Zusammenhang zwischen Frequenz und Periodendauer beschreibt.
Hilfreich zur Justierung der Periodendauer wäre die Messung des Ausgangssignals mittels eines Oszillographen.

Ferner könnte man im Vorfeld mit Hilfe von Simulationsprogrammen per "trial and error" die erforderlichen Werte der Komponenten ermitteln.

Leute, die nicht mit Simulationsprogrammen umgehen können, sollten den vorhergehenden Satz "ignorieren" !
.

 

[tipa1012]

Man macht die Frequenz des Sägezahnsignals einstellbar und justiert diese derart, dass am Ausgang des Verstärkers die gewünschte Periodendauer generiert wird.
Um diese Vorgehensweise verstehen zu können, sollte man die Formel kennen, welche den Zusammenhang zwischen Frequenz und Periodendauer beschreibt.
Hilfreich zur Justierung der Periodendauer wäre die Messung des Ausgangssignals mittels eines Oszillographen.

Ferner könnte man im Vorfeld mit Hilfe von Simulationsprogrammen per "trial and error" die erforderlichen Werte der Komponenten ermitteln.

Leute, die nicht mit Simulationsprogrammen umgehen können, sollten den vorhergehenden Satz "ignorieren" !
.

Das wäre interessant, aber da die werte von der Waagezelle sich ständig ändern, haben wir keine gleichförmige analoge Signal. Das kurve des Analog Signal ist nicht gleich mit der zeit. Also eine Anpassung der Frequenz des Sägezahnsignals funktioniert nur wenn man ein bestimmtes analoges Signal hat. hab es gerade mit Lt-spice simuliert und jedes mal hatte ich unterschiedliche Frequenz von Sägezahnsignals wenn analoge Signal anders war

 

[patois]

Wenn du Daten übertragen willst, dann mach das am besten rein digital und nicht über Umwege.

Vielleicht solltest du tatsächlich auf @Pumukel hören und über eine rein digitale Übertragung nachdenden.
Mein Ansatz wäre das verstärkte Analog-Signal in ein Strom-Signal umzuwandeln, wie ich weiter oben im Thread schon angedeutet hatte,
und die Übertragung per current loop verwirklichen.
Manchmal kommt man nur ans Ziel, in dem man einen langverfolgten Ansatz über Bord wirft,
um den Kopf frei zu bekommen für "neue Ideen".
In diesem Sinne "Glück auf" !

 

[patois]

Erklärung der Anordnung current loop

Back to Basics: The Fundamentals of 4-20 mA Current Loops | Precision Digital