Zeigerberechnung

[Markus Gronotte]

Hallo zusammen,

Ich versuche mich gerade erstmalig damit eine Rechnung
mit einem Zeigerdiagramm zu machen, um folgendes Problem zu lösen:

Ein Ausgang (Zweipol) mit eine Rechteckspannung von -2V bis 4V
schwingend mit ca 4 KHz. soll Galvanisch über eine Spule
möglichst Verzerrungsfrei übertragen werden.

Ist meine Annahme richtig, dass ich eine Rechteckspannung
durch eine Spule nur mit folgendem Trick übertragen kann?

E+ A+
*----3|E----*----3
3|E 3
*----3|E----*----3
E- L1/L2 A- L3


mit L1 = L2 = L3

Ist die Annahme so korrekt, dass ich so am Ausgang eine
Rechteckspannung bekommen kann? Hat jemand noch andere
Tips wie man die Übertragung möglichst verzerrungsfrei
hinbekommt? Ich habe es statt L3 mit einem Unipolaren
Kondensator versucht da ich bisher keine passende Spule
besitze, aber das schneidet lediglich die ganz steilen
Eintrittsspannungen ab.


lg,

Markus

 

[Thomas Pototschnig]

Interessant wäre noch, wofür du das benötigst.
Wenn du nur galvanisch entkoppeln willst, geht das nicht besser mit
Optokoppler?

Ja - sorry - ist nicht wirklich eine Antwort auf deine Frage - aber
vielleicht gehts so auch.

Gruß

Thomas

"Markus Gronotte" <lliillii@gmx.net> schrieb im Newsbeitrag
news:2njke7F1kcdnU1@uni-berlin.de...

Hallo zusammen,

Ich versuche mich gerade erstmalig damit eine Rechnung
mit einem Zeigerdiagramm zu machen, um folgendes Problem zu lösen:

Ein Ausgang (Zweipol) mit eine Rechteckspannung von -2V bis 4V
schwingend mit ca 4 KHz. soll Galvanisch über eine Spule
möglichst Verzerrungsfrei übertragen werden.

Ist meine Annahme richtig, dass ich eine Rechteckspannung
durch eine Spule nur mit folgendem Trick übertragen kann?

E+ A+
*----3|E----*----3
3|E 3
*----3|E----*----3
E- L1/L2 A- L3


mit L1 = L2 = L3

Ist die Annahme so korrekt, dass ich so am Ausgang eine
Rechteckspannung bekommen kann? Hat jemand noch andere
Tips wie man die Übertragung möglichst verzerrungsfrei
hinbekommt? Ich habe es statt L3 mit einem Unipolaren
Kondensator versucht da ich bisher keine passende Spule
besitze, aber das schneidet lediglich die ganz steilen
Eintrittsspannungen ab.


lg,

Markus

 

[MaWin]

Du haengst also L3 ueber einen Trafo an E.
Warum sollte das gut sein ? Warum die induktive Belastung des E ?
Waere eine resistive Belastung nicht besser ?
Auch dein Kondensator an Stelle von L3 erscheint merkwuerdig,
denn dann hat E eine kapazitive Belastung, Auch nicht so gut,
wenn es um moeglichst unverformte Kurven geht.

ALSO: Ein Trafo uebertraegt auch ein Rechteck. Ist es ein
guter Trafo, auch locker 4kHz praktisch unverformt.
ABER: Ein Trafo uebertraegt keine Gleichspannung. Also nicht
-2V bis 4V, sondern -3V bis 3V (oder genauer: die Flaeche der
Kurve unter der Nulllinie muss gleich der Flaeche der Kurve
ueber der Nulllinie sein).
Wenn dein Ausgang E einen Gleichspannungsanteil hat, trenne
ihn besser ueber einen Elko in Reihe zu E ab, sonst ist die
Spule in einer Richtung vormagnetisiert, was ihre Eigenschaften
nicht verbessert.

Ein Trafo uebertraegt die Spannung, wenn sein Ausgang gar nicht/
nur wenig belastet wird. Ein Trafo transformiert den Strom, wenn
sein Ausgang kurzgeschlossen / extrem stark belastet ist.

Einen guten Frequenzgang bekommt man, in dem man den Trafo an
den Ausgangswiderstand von E anpasst, und den Trafo mit einem
Widerstand belastet, der als Ausgangswiderstand fuer E wirkt.
Du kennst den Ausgangswiderstand von E wohl nicht, und kannst
die Belastung aussuchen, also einfach probieren:
Du wickelst einfach einen Trafo 1:1 auf einen kleinen
Ferritringkern, und schliesst dann ein 250k Poti an, und drehtst
das so lange runter, bis das Signal moeglichst unverfaelscht ist
(Oszi). So hast du dich an Wicklungskapatitaeten etc. angepasst.

Elko
E --||--+ +---+ A
S:S Poti
E ------+ +---+ A
--
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.


Markus Gronotte <lliillii@gmx.net> schrieb im Beitrag <2njke7F1kcdnU1@uni-berlin.de>...

Hallo zusammen,

Ich versuche mich gerade erstmalig damit eine Rechnung
mit einem Zeigerdiagramm zu machen, um folgendes Problem zu lösen:

Ein Ausgang (Zweipol) mit eine Rechteckspannung von -2V bis 4V
schwingend mit ca 4 KHz. soll Galvanisch über eine Spule
möglichst Verzerrungsfrei übertragen werden.

Ist meine Annahme richtig, dass ich eine Rechteckspannung
durch eine Spule nur mit folgendem Trick übertragen kann?

E+ A+
*----3|E----*----3
3|E 3
*----3|E----*----3
E- L1/L2 A- L3


mit L1 = L2 = L3

Ist die Annahme so korrekt, dass ich so am Ausgang eine
Rechteckspannung bekommen kann? Hat jemand noch andere
Tips wie man die Übertragung möglichst verzerrungsfrei
hinbekommt? Ich habe es statt L3 mit einem Unipolaren
Kondensator versucht da ich bisher keine passende Spule
besitze, aber das schneidet lediglich die ganz steilen
Eintrittsspannungen ab.


lg,

Markus

 

[Tilmann Reh]

Markus Gronotte schrieb:

Ich versuche mich gerade erstmalig damit eine Rechnung
mit einem Zeigerdiagramm zu machen, um folgendes Problem zu lösen:

Ein Ausgang (Zweipol) mit eine Rechteckspannung von -2V bis 4V
schwingend mit ca 4 KHz. soll Galvanisch über eine Spule
möglichst Verzerrungsfrei übertragen werden.

Was hat das denn mit einem Zeigerdiagramm zu tun?

Ist meine Annahme richtig, dass ich eine Rechteckspannung
durch eine Spule nur mit folgendem Trick übertragen kann?

E+ A+
*----3|E----*----3
3|E 3
*----3|E----*----3
E- L1/L2 A- L3


mit L1 = L2 = L3

Ist die Annahme so korrekt, dass ich so am Ausgang eine
Rechteckspannung bekommen kann? Hat jemand noch andere
Tips wie man die Übertragung möglichst verzerrungsfrei
hinbekommt? Ich habe es statt L3 mit einem Unipolaren
Kondensator versucht da ich bisher keine passende Spule
besitze, aber das schneidet lediglich die ganz steilen
Eintrittsspannungen ab.

Jeder Übertrager kann auch (annähernd) Rechteck übertragen.
Das Kernmaterial, die Wicklungsdaten und auch die Last
entscheiden darüber, wie schnell die Sekundärspannung nach der
Einschaltflanke abfällt. Sind die Impulse kurz gegenüber dieser
Zeitkonstante, ist das Impulsdach nahezu waagerecht und der
Unterschwinger beim Abschalten klein. Ein Kondensator hat
an dieser Stelle einklich nix verloren.

Grundsätzlich ist das Ausgangssignal eines Impulsübertragers
gleichspannungsfrei, d.h. der Mittelwert ist 0. Bei dem von
Dir genannten Eingangssignal ist es eine Frage vom Tastverhältnis,
ob nur die Form oder auch die Amplituden "ungefähr verzerrungsfrei"
übertragen werden können.

--
Dipl.-Ing. Tilmann Reh
Autometer GmbH Siegen - Elektronik nach Maß.
http://www.autometer.de

 

[R.Freitag]

Markus Gronotte wrote:

Hallo zusammen,

Ich versuche mich gerade erstmalig damit eine Rechnung
mit einem Zeigerdiagramm zu machen, um folgendes Problem zu lösen:

Ein Ausgang (Zweipol) mit eine Rechteckspannung von -2V bis 4V
schwingend mit ca 4 KHz. soll Galvanisch über eine Spule
möglichst Verzerrungsfrei übertragen werden.

Die Zeigerrechnung ist hier kein geeignetes Mittel. Sie beruht auf der
Überlegung, dass sich die Signale ständig ändern( wie das zB ein Sinus auch
tut), aber dein Rechtecksignal ändert sich eben nicht dauernd, sondern nur
manchmal. Bilde mal die ersate Ableitung nach der Zeit, dann siehst du, was
ich meine.

Demnach ist die idealisierte Übertragung von Rechtecksingalen über einen
Transformator oder eine Spule nichjt möglich. Man hilft sich in der Regel
mit der Inkaufnahm,e von Ungenauigkeiten oder man überträft Impulse und
erzeugt daraus wieder eine Rechteckspannung.

Die Annahme, dass eine Rechteckspannung so ohne weiteres übertragen werden
kann, ist _falsch_.

Robert

 

[Markus Gronotte]

"Thomas Pototschnig"

Interessant wäre noch, wofür du das benötigst.
Wenn du nur galvanisch entkoppeln willst, geht das nicht besser mit
Optokoppler?

Ja - sorry - ist nicht wirklich eine Antwort auf deine Frage - aber
vielleicht gehts so auch.

Hmmm.... Auf deinen Hinweis hin habe ich es mit Optokopplern nochmal
versucht. Die (billigeren, die ich hier habe) haben zwar den Nachteil,
dass bei 4KHz die Ausräumkapazität schon so groß ist, dass ich
keine Rechecke bekomme, sondern abgerundete Dreiecke. Aber das wäre
mir immer noch wesentlich lieber als das kaputte Signal, welches ich
durch die Spule bekomm und das wie MaWin schon sagte extrem vom
Ausgangswiderstand abhängt.

Deshalb formuliere ich meine Frage jetzt mal neu. Wie muss ich das
Signal (Rechteckspannung von -2V bis 4V schwingend mit ca 4 KHz)
auf einem OP beschalten, damit es zwischen 1V und 8V "schwingt".
Sehe ich das richtig, dass ich das Signal über Dioden zu positiv
und negativ trennen muss, dann diese beiden Teilsignale an einen
OP und danach wieder zusammenführen muss, indem ich eins der Signale
invertiere? Oder hat vieleicht jemand eine Beispielschaltung
irgendwo? Einen Signalpegel anheben dürfte ja prinzipiell ein
Standardproblem für Optokoppler sein. Das Problem ist wenn ich
über Google suche bekomme ich meist (wenn überhaupt) Schaltungen
zu Verstärkern. Dort versteht man das "anheben eines Signalpegels"
immer als Verstärker, was ja von der Definition her falsch sein dürfte.

Ich bin zwar jetzt nich zu faul zum Suchen oder so, aber das mit der
Spule war eine Idee, die mir gekommen ist, als ich das mit den
Optokopplern aufgegeben hatte, weil ich kein vernünftiges Material
gefunden hatte. Obwohl ich meinen Prof. extra noch gefragt hatte
und er mir die Schaltung sogar an die Tafel gemalt hatte funktionierte
meine Schaltung hinterher nicht [1], welhalb ich überhaupt auf die Idee
komme positiv und negativ vorher voneinander zu trennen. Naja,
bevor ich den Prof wiedersehe und ihm meine mislungene Schaltung
zeigen kann, dauerts noch knapp 1,5 Monate, deshalb frag ich hier.


lg,

Markus


[1] http://gronoworx.dyndns.org/temp/mertens.jpg

 

[Markus Gronotte]

Hallo zusammen,

Ich versuche mich gerade erstmalig damit eine Rechnung
mit einem Zeigerdiagramm zu machen, um folgendes Problem zu lösen:

Ein Ausgang (Zweipol) mit eine Rechteckspannung von -2V bis 4V
schwingend mit ca 4 KHz. soll Galvanisch über eine Spule
möglichst Verzerrungsfrei übertragen werden.

Ist meine Annahme richtig, dass ich eine Rechteckspannung
durch eine Spule nur mit folgendem Trick übertragen kann?

E+ A+
*----3|E----*----3
3|E 3
*----3|E----*----3
E- L1/L2 A- L3


mit L1 = L2 = L3

Ist die Annahme so korrekt, dass ich so am Ausgang eine
Rechteckspannung bekommen kann? Hat jemand noch andere
Tips wie man die Übertragung möglichst verzerrungsfrei
hinbekommt? Ich habe es statt L3 mit einem Unipolaren
Kondensator versucht da ich bisher keine passende Spule
besitze, aber das schneidet lediglich die ganz steilen
Eintrittsspannungen ab.

"MaWin"

Du haengst also L3 ueber einen Trafo an E.
Warum sollte das gut sein ? Warum die induktive Belastung des E ?
Waere eine resistive Belastung nicht besser ?

Das habe ich getestet. Führt aber nicht zu einer Verbesserung.
Das beste Ergebnis bekam ich immer noch, als ich nen Kopfhöher
parallel mit drangehängt habe, der Spuleneigenschaften
haben sollte.

Auch dein Kondensator an Stelle von L3 erscheint merkwuerdig,
denn dann hat E eine kapazitive Belastung, Auch nicht so gut,
wenn es um moeglichst unverformte Kurven geht.

Ist es auch nicht. Der schneidet wie gesagt hohe Spannungsspitzen
ab bis er voll (geladen) ist.

ALSO: Ein Trafo uebertraegt auch ein Rechteck. Ist es ein
guter Trafo, auch locker 4kHz praktisch unverformt.
ABER: Ein Trafo uebertraegt keine Gleichspannung. Also nicht
-2V bis 4V, sondern -3V bis 3V (oder genauer: die Flaeche der
Kurve unter der Nulllinie muss gleich der Flaeche der Kurve
ueber der Nulllinie sein).
Wenn dein Ausgang E einen Gleichspannungsanteil hat, trenne
ihn besser ueber einen Elko in Reihe zu E ab, sonst ist die
Spule in einer Richtung vormagnetisiert, was ihre Eigenschaften
nicht verbessert.

Naja ich denke, da die Belastung des Ausgangswiderstand sich
ändern kann werde ich wohl versuchen den Weg über Optokoppler
zu gehen. Das sollte außerdem auch billiger sein.

Einen guten Frequenzgang bekommt man, in dem man den Trafo an
den Ausgangswiderstand von E anpasst, und den Trafo mit einem
Widerstand belastet, der als Ausgangswiderstand fuer E wirkt.

Genau das ist mein Problem. Der Ausgangswiderstand ändert sich.
Also kann ich das Ganze eigentlich vergessen, da ich dahinter
nich schon wieder einen OP setzen will, damit man einen konstanten
Widerstand hat.

Du kennst den Ausgangswiderstand von E wohl nicht, und kannst
die Belastung aussuchen, also einfach probieren:

der liegt ja nach angeschlossenem Messgerät zwischen 500 Ohm und
1 MOhm. => Also Idee über Spule ist Müll. Solange man den
Widerstand nicht anders konstant hält.

Du wickelst einfach einen Trafo 1:1 auf einen kleinen
Ferritringkern, und schliesst dann ein 250k Poti an, und drehtst
das so lange runter, bis das Signal moeglichst unverfaelscht ist
(Oszi). So hast du dich an Wicklungskapatitaeten etc. angepasst.

Elko
E --||--+ +---+ A
S:S Poti
E ------+ +---+ A

Die unverfälschsten Übertragungergebnisse (wenn auch Spannungsmäßig niedriger)
hatte ich übrigens mit einem 5mm dicken Eisennagel mit zwei Spulen zu je
300 Wicklungen mit Kupferdraht 0,3mm. Ich denke über den Grund jetzt aber besser
nicht mehr nach, weil ich das eh nicht verstehe. Das war ebenfalls in
Kombination mit dem Kopfhörer. Wenn man statt dem Kopfhörer einen Widerstand
anschließt kommt man mit keinem Widerstand auf ähnlich gute Ergebnisse.



lg,

Markus

 

[Martin Laabs]

In article <2njke7F1kcdnU1@uni-berlin.de>,
"Markus Gronotte" <lliillii@gmx.net> writes:

Hallo zusammen,

Ein Ausgang (Zweipol) mit eine Rechteckspannung von -2V bis 4V
schwingend mit ca 4 KHz. soll Galvanisch über eine Spule
möglichst Verzerrungsfrei übertragen werden.

Es ist bestimmt extrem hilfreich wenn du dazu schreibst
wofür du das brauchst. (Anwendung) Ist es PWM oder ein digitales
Takt/Daten Signal? Oft gibt es noch andere Möglichkeiten an die man selbst
nicht gedacht hat bzw. die Antwortenden müssen nicht ins blaue
hinein raten weil sie nicht genug wissen.

Wäre es z.B. unakzeptabel wenn das Signal etwas verschliffen wird und
du es dann mit einem Schmitttrigger wieder zu einem guten Rechteck
machst?

Ist die Annahme so korrekt, dass ich so am Ausgang eine
Rechteckspannung bekommen kann?

MaWin hat dir ja schon was dazu geschrieben. Aber es ist
ja nicht verboten noch einen Puffer vor den Übertrager
zu bauen. Oder einen sehr hochohmigen Verstärker hinter
den Trafo.

Tschüss
Martin L.

PS: Was studierst du denn?

 

[MaWin]

Markus Gronotte <lliillii@gmx.net> schrieb im Beitrag <2njqu2F1nn5gU1@uni-berlin.de>...

5mm dicken Eisennagel

Leute, was soll das ? Glaubst du, man schreibt aus Jux und Dollerei

kleiner Ferritringkern

??

5mm Eisen geht bis 10 Hz, das war's dann aber auch. Dann sind die internen
Kreisstroeme so gross, das sie alles verschlucken. Schliesslich leitet Eisen
den elektrischen Strom. So wie tausende kurzgeschlossener Windungen. Was bei
4kHz noch ueber deinen 'Trafo' kommt, ist Glueckssache. Die Welt hat nicht
umsonst so was wie Ferrit erfunden. Nicht fuer jede Dachlatte tut es der
Eisennagel aus dem Bastelkeller.

Genau das ist mein Problem. Der Ausgangswiderstand ändert sich.
der liegt ja nach angeschlossenem Messgerät zwischen 500 Ohm und
1 MOhm.

Dann kommt ein 470 Ohm Widerstand dauerhaft parallel an den Ausgang,
und der Widerstand schwankt in der Summe nur noch zwischen 240 und 470 Ohm,
also perfekt um die guenstigen 300 Ohm die du gemessen hattest (miss
aber mit einem ordentlichen Trafo noch mal neu)

Is doch nich so schwer. Einfach etwas nachdenken.

Und nein, man braucht keinen OpAmp, um -2V auf 1V, und einen zweiten
um 4V auf 8V zu verstaerken, dann braeuchte man ja fuer Audio 65000
OpAmps. Schliesslich kann man mit OpAMps zwei Signale addieren und
ein Signal mit einem festen Faktor multiplizieren.
Also Student sollte dir der benoetigte Summand und der dann passende
Faktor herleitbar sein, ganz ohne Zeigerdiagramm.

Es bleibt uns allen auch komplett unklar, was zum Teufel du eigentlich
erreichen willst, denn deine Schlagwoerter (Zeigerdiagramm, Spule,
Eisennagel, Optokoppler, OpAmps, Diode) sind dermassen zufaellig in
deine Texte eingestreut, das man meinen koennte, du studierst Marketing
und willst eine promovierte Aetzeversammlung in einem Vortrag beeindrucken.

Welche Messgerate sollen an den Ausgang des Trafos und wozu ? Was wird
vom Eingang des Trafos gemessen ? Optokoppler arbeiten normalerweise
digital. Man stellt sie so ein, das sie am Ausgang irgendwas (z.B. 1V)
liefern wenn am Eingang irgendwas (z.B. unter 0V) anliegen, und am Ausgang
z.B. 8V rauskommen, wenn der Eingang ueber 2V liegt. Und ist der Eingang
zwischen 0V und 2V, ist es einem egal, was hinten raus kommt. Dafuer sind
Optokoppler geeignet.
--
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.

 

[Markus Gronotte]

"MaWin"

Und nein, man braucht keinen OpAmp, um -2V auf 1V, und einen zweiten
um 4V auf 8V zu verstaerken.

Könnte mir denn jemand einen Hinweis geben, wie ich meine Schaltung
verändern müsste, um den Pegel anzuheben? Ich krieg das irgendwie
nicht hin. Das muss ja nicht für die exakte Voltzahl passen. Nur
vom Prinzip, damit ich mir den Rest errechnen kann.



lg,

Markus


Screenshot: http://gronoworx.dyndns.org/temp/TL082.png
Eagledatei: http://gronoworx.dyndns.org/temp/TL082.zip

 

[Markus Gronotte]

"Markus Gronotte"

Und nein, man braucht keinen OpAmp, um -2V auf 1V, und einen zweiten
um 4V auf 8V zu verstaerken.

Könnte mir denn jemand einen Hinweis geben, wie ich meine Schaltung
verändern müsste, um den Pegel anzuheben? Ich krieg das irgendwie
nicht hin. Das muss ja nicht für die exakte Voltzahl passen. Nur
vom Prinzip, damit ich mir den Rest errechnen kann.

wärks. Ich ziehe meine Frage hiermit zurück. Hab mal wieder nen
Brett vorm Kopf gehabt. Diesmal nur lange nicht entdeckt das Brett.
Vielleicht wars auch ne Betonwand. Das weiß ich nicht. Da kann
man sich ja schonmal vertun


lg,

Markus