Aus Rechteck mach Sinus
Stefan Bialas
Weiss mir jemand ne Schaltung, mit der ich aus nem Rechteck ein
(wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
erreichen.
Danke
Stefan
Holger Bruns
Stefan Bialas <S.Bi...@alcatel.de> writes:
Mit dem Rechteck auf einen Integrator gehen: Ergibt Dreieck. Damit auf ein
Diodenschaltwerk gehen, das die Sinusfunktion approximiert: Ergibt Sinus.
Wenn der Klirrfaktor zu hoch ist, kannst du immer noch filtern. BTW: Solche
Schaltungen inklusive Rechteckgenerator gibt es auch fertig als
Funktionsgenerator zu kaufen.
Holger
Juergen Putzger
>
> Tach zusammen !
>
> Weiss mir jemand ne Schaltung, mit der ich aus nem Rechteck ein
> (wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
> Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
> steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
> erreichen.
>
Das ist kein einfaches Problem. Für einen wirklich sauberen Sinus würde
ich einen Sinusoszillator über eine PLL synchronisieren.
Für weniger hohe Ansprüche könnte man zuerst einen Dreieck herstellen
(durch Integration) und diesem dann die Spitzen mit Z-Dioden abschneiden
und den Rest filtern.
Jürgen Putzger
Stefan Bialas
>
> In article <362F5A...@alcatel.de>
> Stefan Bialas <S.Bi...@alcatel.de> writes:
>
> >(wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
> >Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
> >steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
> >erreichen.
>
> Diodenschaltwerk gehen, das die Sinusfunktion approximiert: Ergibt Sinus.
waere ein Addierer und ein Zaehler davor und mit sowas den Sinus
approximieren, danach aktiv filtern.
>
> Wenn der Klirrfaktor zu hoch ist, kannst du immer noch filtern. BTW: Solche
> Schaltungen inklusive Rechteckgenerator gibt es auch fertig als
> Funktionsgenerator zu kaufen.
(50Hz supergenau).
Wer einen Baustein kennt, der sowas mit hilfe eines externen Taktes
macht, der moege ihn mir nennen. ;-)
>
> Holger
Stefan
Stefan Bialas
>
> Stefan Bialas wrote:
> >
> > Tach zusammen !
> >
> > (wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
> > Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
> > steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
> > erreichen.
> >
>
> ich einen Sinusoszillator über eine PLL synchronisieren.
Ich haette dazuschreiben sollen, dass ich 50Hz erzeugen moechte.
Stefan Bialas
>
> Die Grundfrequenz mit einem steilen Tiefpassfilter herausfiltern,
> das funktioniert sehr gut, bei Maxim gibt es dafür eine brauchbare
> Applikationsschrift mit Schalungsvorschlag, logischerweise mit
> deren Filter-ICs.
Hmmm, werd bei Maxim mal schauen.
>
> Eine andere Möglichkeit: Machs Digital
> Man nehme das zu filternde Rechtecksignal und erzeuge daraus
> mit ner PLL ein neues Rechtecksignal mit der N-fachen Frequenz.
PLL werd ich nicht brauchen, weil ich nen hoeheren Takt ohne weiteres
zur Verfuegung stellen kann.
> Damit wird dann ein Binärzähler angesteuert, der wiederum die
> Adressleitungen eines Eproms (Look-up Tabelle) ansteuert. Im
> Eprom wird das Ausgangssignal sinusförmig als komplette Periode
> in N-Punkten abgelegt. Der Eprom-Datenbus steuert wiederum einen
> geeigneten D/A-Wandler an, an dessen Ausgang ein einfaches
> Tiefpassfilter die letzten Schmutzreste beseitigt. Noch was:
> Je Höher man den Faktor N wählt, um so weniger Aufwand muss man
> beim Antialiasingtiefpass treiben, wobei es irgendwo eine Grenze
> gibt, die von der Zugriffszeit der Look-up Tabelle und der
> Geschwindigkeit des verwendeten D/A Bausteines abhängt.
Die Digitalmethode gefaellt mir gut, die Idee mit dem Eprom war, was mir
noch gefehlt hat ;-)
Da ich nen 50 Hz Sinus erzeugen will, muss der D/A wohl nicht allzu
schnell sein (haengt von der Aufloesung ab).
Dann werd ich mal das gruebeln anfangen.
Danke fuer die Ideen
Stefan
>
> Mit Gruß
>
> Bernhard
>
> On Thu, 22 Oct 1998 11:16:21 -0500,
> Stefan Bialas <S.Bi...@alcatel.de> wrote:
>
> > Tach zusammen !
> >
> > Weiss mir jemand ne Schaltung, mit der ich aus nem Rechteck ein
> > (wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
> > Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
> > steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
> > erreichen.
> >
> > Danke
> >
> > Stefan
Holger Bruns
101.1...@germanynet.de (Bernhard Lehnert) writes:
>Eine andere Möglichkeit: Machs Digital
Die Idee ist gut, aber schaltungsaufwendig. Mein Diodennetzwerk, nachzulesen
im Tietze-Schenk, ist da deutlich einfacher. Zur Not packst du das in den
Gegenkopplungszweig eines Operationsverstärkers. Das kostet nur den Bruchteil
des Aufwands und ist auch leicht per Tiefpassfilter von Oberwellen zu
befreien. Aber wie niedrig soll der Klirrfaktor denn sein? Wozu braucht man
eigentlich einen perfekt approximierten 50-Hz-Sinus? Für die Netzfrequenz ja
wohl kaum, oder? Die HiFi-Stadtwerke sind jedenfalls noch nicht am Markt. :-)
Holger
Thomas Schaerer
> Eine andere Möglichkeit: Machs Digital Man nehme das zu filternde
> Rechtecksignal und erzeuge daraus mit ner PLL ein neues
> Rechtecksignal mit der N-fachen Frequenz. Damit wird dann ein
> Binärzähler angesteuert, der wiederum die Adressleitungen eines
> Eproms (Look-up Tabelle) ansteuert. Im Eprom wird das Ausgangssignal
> sinusförmig als komplette Periode in N-Punkten abgelegt.
> [etc. .......]
Und es geht noch einmal anders.....
Machs Digital. Man nehme das zu filternde Rechtecksignal und erzeuge
daraus mit ner PLL ein neues Rechtecksignal mit der N-fachen Frequenz.
Damit wird dann ein mehrstufiges Schieberegister mit
Gewichtungswiderstaenden angesteuert. Die Werte der Widerstaende sind
so gewaehlt, dass durch die Summenbildung ein treppenfoermiges
Sinussignal entsteht. Die Frequenz dieses Signales ist nun n-mal
hoeher als wenn man das Rechtecksignal als Sinussignal haben
moechte. Dies macht die Tiefpassfilterung wesentlich einfacher.
Wo findet man diese Schieberegisterschaltungen? Ich habe es aus "Das
CMOS-Kochbuch" von Don Lancaster (ISBN-3-88322-002-7), ein nuetzlicher
Oldy mit vielen Applicationnotes.
Gruss
Thomas
#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#
* scha...@isi.ee.ethz.ch * * * *
# #*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*# * * * WIR FLOGEN ZUM MOND ALS TECHNIKER UND #
* +41 01/632'2768 * * * KEHRTEN ZURUECK ALS BEWUSSTE MENSCHEN. *
# 632'1208 fax * * * Mitchel (Apollo Mission) #
* * * * *
# ------------------ Thomas Schaerer ------------------------ #
* Organ.: Swiss Federal Institute of Technology Zurich, ETHZ *
# Depart.: Signal and Information Processing Laboratory ISI #
* Address: Sternwartstr. 7 CH-8092 Zurich, Switzerland *
#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#*#
Oliver Bartels
[...]
>Die Digitalmethode gefaellt mir gut, die Idee mit dem Eprom war, was mir
>noch gefehlt hat ;-)
>Da ich nen 50 Hz Sinus erzeugen will, muss der D/A wohl nicht allzu
>schnell sein (haengt von der Aufloesung ab).
>Dann werd ich mal das gruebeln anfangen.
(fuer Alcatel als guten Kunden, waerst Du von Siemens, dann
haette ich nicht geantwortet ;-)
Nimm einen AD 9850, das ist ein komplett integrierter NCO nach
der "Digitalmethode". 50Hz ist fuer den zwar Kanonen auf Spatzen,
aber er macht es auch und sehr genau.
Das Datenblatt findet sich unter http://www.analog.com
Limit hier: Unter 1 MHz *Eingangs*takt geht das IC in den
Power Down Modus. Das Taktverhaeltnis ist mit 32 Bit Genauigkeit
fraktional einstellbar (Stichwort Phasenakkumulator), das Ding ist
im 28 Pin SSOP Gehaeuse als Standardteil erhaeltlich.
Programmierbar ist er ueber eine parallele oder serielle
Schnittstelle, die drei Pins werden sich irgendwo finden lassen.
Sollten die 10 Bit Wandleraufloesung plus Filterung wirklich nicht,
reichen so gibt es von Harris NCO's mit bis zu 16 Bit ...
Gruss Oliver
Oliver Bartels + Erding, Germany + obar...@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
Watch this, Spamer: A MAPS/RBL entry is waiting for you!
Frank Klemm
>Tach zusammen !
>
>Weiss mir jemand ne Schaltung, mit der ich aus nem Rechteck ein
>(wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
>Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
>steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
>erreichen.
>
Welche Klirrdämpfung (20 dB...155 dB)?
Welche Leistung (uW...kW)?
--
Frank Klemm
/------\ /--------------------------------------------------------\
| eMail: || p...@uni-jena.de | home: p...@schnecke.offl.uni-jena.de |
| Tel: || +49 (3641) 64-2438 | home: +49 (3641) 390545 |
| sMail: || Frank Klemm, Ziegesarstr. 1, D-07747 Jena, Germany |
\------/ \--------------------------------------------------------/
Peter Heckert
Stefan Bialas schrieb in Nachricht <362F5A...@alcatel.de>...
>Tach zusammen !
>
>Weiss mir jemand ne Schaltung, mit der ich aus nem Rechteck ein
>(wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
>Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
>steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
>erreichen.
Hallo,
in einem alten Elektor Heft habe ich mal folgende Lösung gesehen:
Man schaltet einfach 5 bis 10 oder mehr passive RC Tiefpässe in Reihe.
Die Grenzfrequenz der Tiefpässe muß so sein,daß die 3. Oberwelle
schon in den Sperrbereich mit -6dB/Oktave fällt.
1/(R*C*2pi)=50Hz
Bei 10 Tiefpässen hätte man dann ca. 60 dB Dämpfung für die
3. Oberwelle.
Danach muß man natürlich verstärken,die Grundwelle wird auch
geschwächt.
Die Amplitudenstabilität hängt dann natürlich von dem TK der
Kondensatoren und der Frequenzstabilität ab.
Peter
MaWin
Extrem billig & einfach: switched capacitor filter.
Siehe Applikation (welche Nr. ?) bei www.maxim-ic.com.
Hab den Klirrgrad gerade nicht im Kopf, war aber recht
gut. www.analog.com hat vermutlich auch Applikationen.
Oder fertigen DDS (direct digital synthesis)
Sinusgeneratorchip z.B. von www.harris.com.
--
Manfred Winterhoff
100326.2776 at compuserve.com
(remove NOSPAM if replying)
Stefan Bialas <S.Bi...@alcatel.de> schrieb im Beitrag
<362F5A...@alcatel.de>...
> Tach zusammen !
>
> Weiss mir jemand ne Schaltung, mit der ich aus nem Rechteck ein
> (wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
> Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
> steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
> erreichen.
>
> Danke
>
> Stefan
>
Oliver Bartels
>On 22 Oct 1998 16:57:18 GMT,
> obar...@bartels.de (Oliver Bartels) wrote:
>
>> Nimm einen AD 9850, das ist ein komplett integrierter NCO nach
>> der "Digitalmethode". 50Hz ist fuer den zwar Kanonen auf Spatzen,
>> aber er macht es auch und sehr genau.
>
>einem DDS-Baustein von "Micro Linear". ich habe so in Erinnerung,
>daß dieser 8-Polige Käfer "ML2036" heißt. ! ?
Wie so oft: Billiger, aber nicht besser oder preiswerter ;-)
Die uebliche Fixierung des Blicks auf den nackten Bauteilpreis
(ca. gigantische DM 20,- ;-) vernebelt die Sicht fuer andere Dinge:
Die ML-Serie hat um 20 dB (!) schlechtere Distortion-Werte, zudem
benoetigt sie im Gegensatz zum AD9850 eine zusaetzliche negative
Versorgungsspannung von -5V. Ob das dann in Summe immer noch
billiger ist, wage ich zu bezweifeln.
Noch billiger, aber ungenauer, geht es, wie Du richtig erkannt hast,
mit einem Trafo ;-) Aber das war wohl nicht gefragt, sondern eine
hochgenaue Loesung mit sehr kleinen Stoersignalen.
Thomas Schaerer
> On 22 Oct 1998 18:09:44 +0100,
> Thomas Schaerer <scha...@isi.ee.ethz.ch> wrote:
>> Und es geht noch einmal anders.....
>>
>> Damit wird dann ein mehrstufiges Schieberegister mit
>> Gewichtungswiderstaenden angesteuert. Die Werte der Widerstaende sind
>> so gewaehlt, dass durch die Summenbildung ein treppenfoermiges
>> Sinussignal entsteht.
> Jau ! Voll korrekt ! Da sollte ich als Gelegenheitsbastler
> erst mal drauf kommen !
Gerade auf solche Ideen kommt man schon nicht von sich selbst, aber
durch haeufiges Lesen von Schaltungsapplikationen. Da hatte ELEKTOR
mal 'ne goldene Zeit. Aber das ist ein Thema das in einem andern
Thread wieder einmal ausfuehrlich behandelt wird. Mit Recht!
> Aber eines sollte man nicht vergessen: Zwischen D/A Wandler
> und Antialiasingfilter ein S&H zu setzen.............denn
> sonst sieht die Treppenspannung ziemlich verkorkst aus.
Wo geht es in meinem Beispiel um einen DA/Wandler und Aliasingfilter?
Ich glaube wir diskutieren nebeneinander durch.......
Es reicht, wenn die Taktfrequenz z.B. 8 mal groesser ist als die
treppen-approximierte Sinusspannung, ein
Smoothing-Butterworth-Tiefpassfilter 2. Ordnung zu schalten, dessen
Grenzfrequenz etwa um den 1.5-fachen Wert der Sinusfrequenz
liegt. Dadurch wird die Sinus-Grundfrequenz nur sehr unwesentlich,
jedoch die Harmonischen bei der 9- und 11-fachen Grundfrequenz stark
genug gedaempft.
Noch einmal: Es geht um ein Smoothing- und nicht Aliasing-Tiefpassfilter!
Um voll zu verstehen wie es gemeint ist, kommt man halt nicht drum
herum das von mir genannte Buch zu konsultueren....
Es gibt dort uebrigens eine ganz besonders trickreiche Schaltung auf
Seite 6-39: Anstelle eines Schieberegisters wird ein Binaercounter,
z.B. ein CD4040 oder CD4024, zwei EXOR-Gatter eines CD4070 und nur 2
Stueck 1%-Widerstaende verwendet, um einen ebenfalls 8-stufige
digitalen Sinusgenerator zu erhalten. Einfacher geht es wohl kaum
noch....
Gruss
Thomas
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* Thomas Schaerer >>> scha...@isi.ee.ethz.ch <<< ||| *
* Swiss Federal Institute of Technology Zurich, ETHZ ||| *
* Signal and Information Processing Laboratory ISI / | \ *
* Sternwartstr. 7 CH-8092 Zurich, Switzerland / | \ *
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Thomas Rehm
Du schriebst am 22.10.98 zum Thema "Re: Aus Rechteck mach Sinus":
> Aber eines sollte man nicht vergessen: Zwischen D/A Wandler
> und Antialiasingfilter ein S&H zu setzen.............denn
> sonst sieht die Treppenspannung ziemlich verkorkst aus. Das
> wird sich bei 50Hz vielleicht nicht so auswirken, bei höheren
> Ausgangsfrequenzen machen sich aber die Spikes um so mehr
> bemerkbar.
Ich habe mit primitiven Widerstandsnetzwerken (R-2R und auch
primitivere gewichtete Netzwerke) keinerlei Probleme gehabt
bei CMOS-Ansteuerung und Audio-Frequenzen bis 20 kHz.
Das mit den Spikes ist zumindest bei 8 bit Auflösung und
Audio-Frequenzen kein ernsthaftes Problem.
Thomas.
Andreas Huennebeck
>
> Wozu braucht man eigentlich einen perfekt approximierten 50-Hz-Sinus?
> Für die Netzfrequenz ja wohl kaum, oder?
Zur Ansteuerung eines 50Hz Synchronmotors ?
> Die HiFi-Stadtwerke sind jedenfalls noch nicht am Markt. :-)
Eben, vielleicht steckt der Synchronmotor ja in einem Plattenspieler ...
Tschau
Andreas
-------------------------------------------------------------------------
Andreas Huennebeck email: a...@bruker.de (KEINE WERBUNG)
Bruker Analytik GmbH www : http://www.bruker.de/~ah/index.html
-------------------------------------------------------------------------
Holger Bruns
a...@bruker.de (Andreas Huennebeck) writes:
>Eben, vielleicht steckt der Synchronmotor ja in einem Plattenspieler ...
Die durchaus geringen Frequenzschwankungen der Netzfrequenz hörst du nicht in
Form von Gleichlaufschwankungen. Auch Oberwellen der Netzfrequenz spielen hier
absolut keine Rolle, denn sie haben keinen Einfluß auf die Geschwindigkeit des
Plattentellers. Falls du zweifelst: Probiere es ruhig aus. :-)
Holger
Stefan Bialas
>
> In article <jq95...@germanynet.de>
> 101.1...@germanynet.de (Bernhard Lehnert) writes:
>
>
> im Tietze-Schenk, ist da deutlich einfacher. Zur Not packst du das in den
> Gegenkopplungszweig eines Operationsverstärkers. Das kostet nur den Bruchteil
> des Aufwands und ist auch leicht per Tiefpassfilter von Oberwellen zu
> eigentlich einen perfekt approximierten 50-Hz-Sinus? Für die Netzfrequenz ja
>
Ueber den Klirrfaktor bin ich mir nocht nicht ganz im Klaren, bin noch
am Ideen sammeln.
Stichwort HiFi war aber schonmal richtig ;-)
> Holger
Stefan
Stefan Bialas
>
> On 22 Oct 1998 16:57:18 GMT,
> obar...@bartels.de (Oliver Bartels) wrote:
>
> > Nimm einen AD 9850, das ist ein komplett integrierter NCO nach
> > der "Digitalmethode". 50Hz ist fuer den zwar Kanonen auf Spatzen,
> > aber er macht es auch und sehr genau.
>
> Oh je, langsan aber sicher wird es teuer. Billiger geht es aber mit
> einem DDS-Baustein von "Micro Linear". ich habe so in Erinnerung,
> daß dieser 8-Polige Käfer "ML2036" heißt. ! ?
-- HiFi --
>
> Mit Gruß
>
> Bernhard
Stefan Bialas
Also entweder hast Du keine Ahnung oder keine Ohren !!!
>
> Holger
Stefan
Frank Klemm
[ ] Du hast einen 500 MW-Generator schon vor Ort gesehen.
[x] Du hast die Gleichlaufschwankungen durch die nicht hundertprozentig
monotone Erdrotation vergessen.
Stefan Huebner
> noch gefehlt hat ;-)
> Da ich nen 50 Hz Sinus erzeugen will, muss der D/A wohl nicht allzu
> schnell sein (haengt von der Aufloesung ab).
> Dann werd ich mal das gruebeln anfangen.
Mach das mal ruhig ! Ich habe auch mal einen 50..400 Hz-Sinus mit einem
EPROM erzeugt, damals zur Ansteuerung eines 3-Phasen-Umrichters.
Funktioniert wunderbar, warum auch nicht, bei Deiner Frequenz kann man ja
auch noch ohne Probleme richtig schoen viele Schritte nehmen, bei 256
Schritten und demnach 12800 Hz bist Du immerhin schon 7 Oktaven vom
Grundton weg :-), bei 1024 und 51200 Hz ganze 9 Oktaven. Preisfrage -
welche Aufloesung des D/A's brauchst Du, mit so vielen Schritten
ueberhaupt noch was anfangen zu koennen...?!
Achso, ein Tip noch: ich habe damals fuer eine Schwingung die Aufloesung
mal eben verdoppelt, indem ich das 9. Bit des D/A's mit einem Ausgang des
Adresszaehlers gesteuert habe. Das ist der Vorteil an periodischen
Funktionen...
Ciao
Stefan!
Aguja
Stefan Bialas <S.Bi...@alcatel.de> wrote:
>Weiss mir jemand ne Schaltung, mit der ich aus nem Rechteck ein
>(wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
>Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
>steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
>erreichen.
Nimm einen PIC oder AVR und lege den Sinus dort als Tabelle ab....
cu,
_ _ _
|_|| | | ||_| |>> Junk-Mail-Prevention: Please REMOVE the '1's in <<|
| ||_||_||_|| | |>> my e-mail-address *before* transmitting mail !! <<|
-->- AVR & PIC-Programmer : http://www.uC-Project.businessnetz.de -<--
Erik Buchmann
> In article <362F5A...@alcatel.de>,
> Stefan Bialas <S.Bi...@alcatel.de> wrote:
> >Weiss mir jemand ne Schaltung, mit der ich aus nem Rechteck ein
> >(wirklich) sauberes Sinussignal erzeugen kann ? Einfach die
> >Grundfrequenz rausfiltern denke ich genuegt nicht, weil dazu ne ziemlich
> >steile Filterflanke noetig waere, um entsprechende Qualitaet zu
> >erreichen.
>
> Nimm einen PIC oder AVR und lege den Sinus dort als Tabelle ab....
ein einfaches eeprom eune ein counter erfuellen den selben zweck...auch wenn mir
die 'echte' programierbare loesung besser gefaellt - bei mir laeuft so was auf
einem 89c2051 mit 8 bit aufloesung schon seit ein paar monaten
zufriedenstellend, vor allem kann man die funktion im betrieb umschalten.
- erik
--
Erik Buchmann
Die Microcontroller-Seite ( AT89C2051 )
http://comserv.urz.uni-magdeburg.de/~buchmann/index.htm