Mit einem DSP wandle ich ein analoges Eingangssignal (Sinusschwingung fester Frequenz) in digitale Werte um und gebe es ohne weitere Operationen gleich wieder analog aus. Da die A/D und D/A Wandlung ja Zeit beansprucht, „läuft“ das Ausgangssignal dem Original etwas hinterher, was sich in einer Verschiebung auf einem Oszi erkennen lässt. Soweit, so gut…
Nun gebe ich wieder ein Sinussignal auf den Eingang, allerdings nicht mit fester, sondern mit einer immer größer werdenden Frequenz. Die Umsetzungszeit ist ja konstant, egal welche Frequenz anliegt. Aber wenn man die Phasenverschiebung (y Achse) gegenüber der Frequenz (x-Achse) aufzeichnet, so sieht man, daß die Phasenverschiebung immer größer wird.
Mit einem DSP wandle ich ein analoges Eingangssignal
(Sinusschwingung fester Frequenz) in digitale Werte um und
gebe es ohne weitere Operationen gleich wieder analog aus. Da
die A/D und D/A Wandlung ja Zeit beansprucht, „läuft“ das
Ausgangssignal dem Original etwas hinterher, was sich in einer
Verschiebung auf einem Oszi erkennen lässt. Soweit, so gut…
Nun gebe ich wieder ein Sinussignal auf den Eingang,
allerdings nicht mit fester, sondern mit einer immer größer
werdenden Frequenz. Die Umsetzungszeit ist ja konstant, egal
welche Frequenz anliegt. Aber wenn man die Phasenverschiebung
(y Achse) gegenüber der Frequenz (x-Achse) aufzeichnet, so
sieht man, daß die Phasenverschiebung immer größer wird.
Was ist der Grund dafür?
Hallo Robert,
Die Frage hast Du Dir doch schon selbst beantwortet. Der Zeitversatz ist konstant, also wird mit zunehmender Frequenz = abnehmender Periodendauer die Phasenverschiebung größer.
Bei 0,1 ms Verzögerung hast Du bei 1 kHz ( T = 1 ms ) Pi/5, bei 5 kHz ( T = 0,2 ms ) eine Phasenverschiebung von Pi.
Die Phasenverschiebung bezieht sich immer auf die Periodendauer der Schwingung, nicht auf den Zeitversatz.
wie Jörg schon richtig sagt, ist die Laufzeit (Tt-Verhalten - Totzeit) hauptsächlich für die „fehlerhafte“ Anzeige einer Phasenverschiebung verantwortlich. Dagegen sind die Phasenfehler durch die Anti-Alias-Filter und das Sample&Hold Glied heutzutage vernachlässigbar (Abweichung gegenüber idealem Dirac-Stoß).
Du müsstest mit Impulsen die Laufzeit/Meßzeit er einmal erfassen und bei der Analyse im Bezugskanal eine solche Verzögerung ausgleichen.
Du hast Dir da im Prinzip einen Allpass-Filer gebaut. Dieser hat die Eigenschaft, dass der Amplitudengang konstant ist und das Ausgangssignal um die sog. Gruppenlaufzeit verzögert ausgegeben wird. Da die Gruppenlaufzeit konstant bleibt ( über einen weiten Bereich, bis zur Grenzfrequenz des Filters ), jedoch die Periodendauer T geringer wird, „passen“ sozusagen immer mehr Phasen der Eingangsschwingung in die Gruppenlaufzeit
–>Die Phasenverschiebung steigt