Liebe/-r Experte/-in,
ich arbeite mich gerade in digital Elektronik ein, bin aber kein Fachmann.
Meine Frage:
gegeben ist ein variables Signal zwischen 0,5Hz und 2Hz, Sinus, asymmetrisch.
Ich benötige ein Sinussignal um 60 Hz (+ - x), das immer zur Eingangsfreuquenz so synchronisiert wird, daß es ein ganzzahliges Vielfaches der oben genannten variablen Eingagngsfrequenz ergibt. Also beispielsweise Eingang 1,2345 HZ - Ausgang 60,4905 Hz. Ich möchte keine rechnergestützte Lösung einsetzen, d.h. über software lösen, da mein Projekt klein bzw portabel und lowpower sein soll.
Muss ich das Signal in ein Rechteck umwandeln und dann über einen n-multiplizierer o.ä. multiplizieren oder gibt es andere, ggf. auch analoge Möglichkeiten?
Über eine hilfreiche Antwort würde ich mich freuen!
Gruß
Thomas Schmitz
Hallo Herr Schmitz,
mir fallen spontan folgende Varianten ein, dass Signal umzusetzen:
-
Eingangssignal als Referenzfrequenz einer PLL verwenden, dass Ausgangssignal würde sich dann um den Faktor delta(Fin)*PLL-Faktor ändern
-
Glättung und Gleichrichtung des Eingangssignales.
2.1 danach Umsetzung durch einen U/f-Wandler wie z.B. AD654
2.2 Aufbau eines VCOs (Voltage-controlled-Oscillator)
Als kritisch sehe ich jedoch in allen Fällen die geforderte Auflösung von 500µHz an.
Mit freundlichen Grüßen,
Andreas Schimke
Hallo Herr Schimke,
viel Dank für Ihre Antwort! An PLL und VCO hatte ich auch schon gedacht, stolperte aber selbst schon über die geforderte hohe Frequenzauflösung.
Gruß
Thomas Schmitz
Hallo Herr Schmitz,
auch wenn dies nicht Ihre Intention ist, bin ich nach nochmaliger Überlegung der Auffassung, dass eine µ-Controller & SW Lösung die beste Chance hat alle Ihre Anforderungen zu erfüllen, gerade auch im Bezug auf die Frequenz-, und Low-Poweranforderung.
Zum Beispiel würde bei Einsatz eines MSP430Fxxx, PIC16LFxxx oder ATMEGAxxx Controllers eine Auflösung bis zur Grenze der Core bzw. CPU-Frequenz realisierbar sein und der Stromverbrauch würde sich mit wenigen (wenn überhaupt) mA bemerkbar machen.
Mit freundlichen Grüßen,
Andreas Schimke
Hallo Herr Schimke,
am Microcontroller hatte ich mich noch nicht rangetraut. Ist aber wahrscheinlich in Hinblick auf die Anforderungen das Sinnvollste.
Ich werde mich mal in bezug auf die von Ihnen genannten Typen einlesen, kann ja kein Hexenwerk sein.
Vielen Dank für Ihre Mühe!
Gruß
Thomas Schmitz
Hallo Thomas,
ein paar Dinge gehen aus deiner Beschreibung nicht hervor:
-Wie groß ist die Amplitudes des Eingangssignals?
-Wie genau muss das Gesamtsystem sein?
Abhängig davon ist dann auch die Messmethode.
Wenn ich Dein Beispiel betrachte,scheidet eine Analogmöglichkeit aus.
Ich würde das ganze mit einem kleinen Microcontroller
mit internem AD /DA Wandler lösen.
Die Nulldurchgänge des Eingangssignal könnten einen
Interrupt auslösen.Dann einen Timer anwerfen und bis zum nächsten Nulldurchgang messen.
Das ganze könnte man locker mit zwei Mignonzellen versorgen.
Hallo Stefan,
danke für Deine Antwort. An Microcontroller habe ich auch schon gedacht, mich aber nicht rangetraut.
Mein Signal kommt vom Polar Heart Rate Module - RMCM01. Der produziert ein ausreichendes Rechtecksignal mit 1ms oder 6 ms, je nach Pin.
Die Auflösung zur Zielfrequenz muss sehr genau sein, da ich mit ca 60 Hz (zB. Eingang 1.2345 Hz Ausgang: 60,4905)
einen nichtlinearen Aktor betreiben möchte. Dessen Harmonikale müssen in Resonanz zu biologischen Turbulenzen ( Grenzzyklen) stehen, die ganzzahlige Vielfache des Pulses sind. Ziel ist es eine destruktive oder konstruktive Interferenz (je nach Phase) zu erreichen, die die Grenzzyklen ausflösen.
Bislang klappt das nur mit „langwieriger“ Rechnerei, bei der ein Spectrogramm (Speclab) als Grundlage dient.
Da das biolog. Signal aber nicht linear bzw stabil ist, ist die Effizienz der Resonanz mitunter recht gering.
Hast Du einen bestimmten Microcontroller im Sinn, der hier geeignet wäre?
Gruß
Thomas
Hi Thomas,
da würde ich mal bei der Firma Atmel schauen,die haben jede Menge Controller + entsprechende Freewaretools zum Programmieren.
Wichtig bei Deiner Aufgabenstellung ist die gewünschte Genauigkeit,dementsprechend musst Du die Auflösung des Wandlers wählen.Rechne Dir den Maximalfehler genau aus sonst funktioniert das Ganze nicht.
Viele Grüße
Stefan
Hallo Stefan, vielen dank für Deine Antwort. Ich habe noch ein Kit von c-control von Conrad im Schrank, mit dem ich mich erstmal mit der Mikroprozessorgeschichte vertraut machen werde. Mit Auflösung des Wandlers meinst Du sicherlich die Sample Rate. Einerseits sind meine Freuquenzen ja recht niedrig, andererseits will ich mich ja im mikroHerzbereich bewegen, was dann wieder eine recht hohe Auflösung verlangt.
Deine Antworten haben mir sehr geholfen, Danke. Werde dann auch mal bei Atmel schauen, was die so haben.
Gruß
Thomas
Hallo Thomas,
ich meine nicht die Samplerate,die ist in Deinem Fall
unkritisch.
Bedenke:smiley:ein Signal hat einen bestimmten Spannungswert.Die Nulldurchgänge ergeben die Frequenz.
Diese Nulldurchgänge musst Du sehr genau erfassen weil sonst Deine Periode nicht stimmt.
Prüfe also ob Du mit einem 12 oder 16 bit Wandler hinkommst.
gruß
Stefan