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Thema: Resonator mit PLL

  1. #1
    Benutzer Stammmitglied
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    Resonator mit PLL

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    Hallo zusammren,

    ich soll schon seit langem ein Gehäuse in schwingung versetzen, durch www anfragen, hatte mir jemand gesagt dass dies am besten mit einem PLL zu machen ist. Konnte der idee nicht nachgehen(wegen Prüfungen).

    Da ich jetzt Zeit habe möchte ich dies endlich fertig machen.

    Folgendes:

    Ein Gehäuse(Getreiebe) soll in Schwingung versetzt werden und die Schallaufnehmmer sollen dadrauf reagieren.
    Allerding soll die Einschwingung automatisch passieren, also mit einschalten soll das ding sich automatisch auf sein Resonanz eingeschwingen.

    Wie gesagt mit PLL ist dies anscheinen zumachen, allerdings habe ich mit PLLs nicht viel gearbeitet.

    Wie ich bis jetzt gelesen habe, braucht der PLL einen bezugsfrequenz, was mich ein bischen stutzig macht. Denn der PLL soll auf das einschwingvorgang der Gehäuse reagieren. Habe also am Anfang erstmals keine Frequenz.

    Danke an jede Meinung von euch(auch andere Gedanken wären Hilfreich)

    Bis dann
    Cengiz

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Ich bin mir nicht sicher ob du die wirkungsweise einer pll (phase locked loop) verstanden hast.
    normaler weise ist diese dazu gedacht einen freischwingenden oszillator anhand eines stabilen referenzoszillators zu stabilisieren, wobei durch einen frequenzteiler die endfrequenz der pll bestimmt wird.
    ein einfaches beispiel:
    es soll eine frequenz von 100 mhz erzeugt werden und die referenzfrequenz ist 10 mhz. dazu brauchen wir einen teiler durch 10.
    so funktioniert es:
    der freischwingende, spannungsabhängige oszillator (vxo) schwingt erstmal irgendwo um die 100 Mhz zb bei 112 mhz.
    diese frequenz teilt nun der teiler um 10 auf 11,2 mhz. ein vergleicher (diskriminator) vergleicht nun die 11,2 mhz mit den 10 mhz des referenzoszillators und stellt fest dass diese zu hoch ist. jetzt nimmt er die regelspannung zurück und dadurch sinkt die frequenz des vxo´s. erst wenn die frequenz des vxo´s geteilt durch die teilerfrequenz genau so groß ist wie die referenzfrequenz, dann stellt sich ein gleichgewicht ein und der vergleicher hört auf die regelspannung zu verändern.
    in diesem falle ist die pll eingerastet. (eine erhöhung der frequenz hat sofort eine erniedrigung der regelspannun und damit eine verkleinerung der frequenz zur folge, eine verringerung der frequenz hat sofort eine erhöhung der regelspannung und der frequenz zur folge). durch verändern des teilerverhältnisses zb auf 11 stellt sich eine frequenz von 110 mhz ein und bei 9 sind es 90 mhz. durch geschickte wahl der referenzfrequenz und des teilerverhältnisses kannst du jede beliebige frequenz stabil erzeugen.

    um das nun auf deine anwendung zu transportieren muß das ganze anders aufgebaut werden.
    du brauchst einen spannungsgesteuerten oszillator, der in dem bereich der zu erwartenden resonanzfrequenzen schwingen kann. als regelspannun muß nun die amplitude der gehäuseschwingung dienen.
    und jetzt wird es spannend! solange die amplitude nicht ihr maximum erreicht hat muß die regelspannung langsam ansteigen. (die freguenz erhöht sich) das muß sie so lange bis die regelspannung wieder abfällt. (die amplitude der eigenschwingung nimmt nach überschreiten des resonanzpunktes wieder ab) die resonanzfrequenz ist allso dann erreicht, wenn die regelspannung ihr maximum erreicht hat. dann würde sich ein gleichgewicht einstellen und die frequenz entspricht der resonanzfrequenz.

    Sei mir nicht böse, wenn ich keine konkreten schaltungen dafür habe aber vieleicht hilft dir ja der theoretisch ansatz weiter um dein problem angehen zu können.

    würde mich interessieren ob du damit etwas anfangen kannst.
    viele grüße und spass beim basteln
    stageliner

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Dem stimme ich zu. Ein PLL ist vermutlich nicht dir richtige Wahl. Zwei Ideen hätte ich vorzuschlagen:
    a) Einen verstimmbaren Oszillator, der über einen Schallwandler an das Gehäuse gekoppelt ist und den man von Hand solange verdreht, bis die Schwingungsamplitude maximal wird.
    b) Eine Schaltung zur Rückkopplung mit ausreichen Verstärkung: Ein Schallwandler in Form eines Mikrofons, Piezos o.Ä. zum Aufnehmen der Gehäusevibration, dann ein Verstärker und einen zweiten Schallwandler, der die elektrische Schwingung in eine meachnische wandelt und an das Gehäuse abgibt. Das sollte das Gehäuse genau auf einer seiner Resonanzfrequenzen anregen.

    CU, Robin

  4. #4
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo,

    danke für die interessanten Gedanken! Jetzt weis ich wo und wie man PLL einsetzt. Ich glaube ich werde den Gedankenansatzt b) von Robin nehmen.

    Frage um wieviel Grad muss dass Signal verzögert werden damit das Ding anfängt zu schwingen? 180° habe ich gedacht, ist das richtig?

    Cengiz

  5. #5
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ich habe auch mal in der Qualitätsabteilung einen Resonanztest für ein Gehäuse verfolgt bei dem das Gehäuse normgerecht in jeder Richtung ausreichend lange auf die möglichen Resonanzen geprüft wurde. Es ist schon eine aufwendige Angelegenheit den gesamten Frequenzbereich so zu durchfahren dass wirklich alle Resonanzen erkannt werden.

    Reicht es denn im vorliegenden Fall aus, irgend eine Resonanz in irgend einer Richtung zu finden?

    Manfred

  6. #6
    Benutzer Stammmitglied
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    Hallo Manfred,

    die Resonanzen sind ungefehr bekannt. Und zwar eine bei 724Hz und das andere bei 1126Hz. Die 2. hat einen kleinenren Pegel. Also filtere ich den heraus.

    Oder hast du was anderes gemeint. Die frage ist wie ich es am besten die Schaltung realisiere.

    Habe folgende idee:

    Der Versterker verstärkt das Signal was im "Black Box" erzeugt od. geregelt wird. Strom i=0,75A fliest über den Rm=0,33Ohm, von dem ich die Spannung messe. Somit habe ich die ist größe. Schaker braucht diesen Strom, damit er im "arbeitspunkt" betrieben wird.
    Hoffe es beantwortet deine Frage
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken 1_stromkreis_1.png  

  7. #7
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Wenn die Frequenz bekannt ist ist es gut. Bei den hohen Frequenzen ist es relativ einfach einen Audioverstärker einzusetzen.

    Für die gesamte Schaltung ergibt sich ein Kreis mit dem die Eigenresonnanzfrequenz umso genauer gemessen werden kann, je mehr das Signal tatsächlich über das Meßobjekt geleitet wird (mit getrennter Einspeisung und Abnahme).

    Es sollte dort angekoppelt werden, wo eine Schwingung auch Auftritt und so, dass Die Messung die Schwingung nicht beeinträchtigt.

    Eine Anpassung der Phasenverschiebung kann man beispielsweise mit einem RC Phasenschieber vornehmen, vorzusweise an einer Stelle an der das Signal klein ist (vor dem Verstärker).

    Was soll eigentlich gemessen werden? Frequenz Resonanzgüte?
    Manfred

  8. #8
    Benutzer Stammmitglied
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    Hi,

    wenn Resonanz(einschwing bedingung) herscht heist es ja dass da die max. Amplitude ist. Also messe ich die Spannung am Rm.

    Hast du ne Schaltungs(Black Box) idee?

    Das were mir am liebsten, denn mit den ganzen begriffen kann ich noch nicht viel anfangen. Bin noch Neuling in e-Technik.

  9. #9
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Für die gesamte Schaltung ergibt sich ein Kreis ... über das Meßobjekt mit getrennter Einspeisung und Abnahme.
    Der Kreis zur Frequenz-? Güte-? Messung steht am Anfang.
    Der enthält das Messobjekt, Wandler, Verstärker (ggf. mit Parametereinstellung v, phi).

    Man kann ja auch etwas vereinfachen aber das Meßobjekt muß schon irgendwo sein, das soll nicht die Black Box sein oder?

    Wie kommst Du denn auf die dargestellt Schaltung? Hast Du sie entworfen?

    Und wie ist die Situation sonst? Hast Du den Verstärker, den Shaker, das Messobjekt? Ist schon ein Aufbau soweit schon vorhanden?

    Manfred

  10. #10
    Benutzer Stammmitglied
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    ich habe 1. version fertig, sie funktioniert, ABER nicht wie ich es haben will. die Schaltung soll so einfach wie möglich sein. Die Schaltung soll sich selbtständig einschwingen. Shaker habe ich. Messobject ist ein Getriebeglocke. ich glaube dass ich nur den "Black Box" noch verbessern sollte, denn der Shaker kreis ist nicht schlecht. Kannst du mir ein bischen genauer Schaltungsmeßig erklären? bitte. Ich lege mal die Frequenspektrum auf. Und die Glocke im Schwingung.
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken 1128hz.png   spektrum.png  

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