Bode-Diagramm und Frequenzgang aus Messwerten

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo,
ich muss für die FH eine Versuchsbeschreibung anfertigen und komme vorn und hinten nicht zu Rande und auch google brachte mich bisher nicht weiter.

Folgendes: Wir haben im Labor ein LTI-System analysiert. Zu bestimmten Frequenzen haben wir Ein- und Ausgangsamplitude, sowie die Phasendifferenz gemessen. Ich habe nun eine Excel-Tabelle, in der neben den Amplitudenwerten noch die Dämpfung in dezibel, die Phasenverschiebung in Grad, sowie die Kreisfrequenz eingetragen sind.

Nun sind folgende Schritte zu bewerkstelligen, und bei mir hapert es leider schon beim ersten.

  1. Eintragen der Messwerte in Bode-Diagramm
  2. Angaben über die Reihenschaltung aus Elementarsystemen
  3. Angaben über die Teil-Frequenzgänge
  4. Angaben über den Gesamt-Frequenzgang
  5. Angabe der Übertragungsfunktion

Leider habe ich noch nie in meinem Studium mit Bode-Diagrammen oder Systemanalyse gearbeitet.

Gibt es hier jemanden, der mich an das Thema ranführen kann? Bin echt aufgeschmissen :expressionless:

Vielen Dank und liebe Grüße,
spacemanspiff

#3

Hallo,

also bei Wiki war ich bereits, aber Verständnis hat das nicht erzeugt. Ich habe mir doppeltlogarithmisches Papier zugelegt und soweit ich weiß, sind die Dekaden dann in 20dB-Abständen einzuzeichen. Aber woher weiß ich, wo ich z.B. das Messergebnis für eine Dämpfung von -33dB einzeichnen muss? Ich verzweifle hier wirklich :expressionless:

#4

Hallo,

  1. Eintragen der Messwerte in Bode-Diagramm

Ein Bode-Diagramm ist doch nichts anderes als in einem Diagramm die Phase über der Frequenz aufgetragen, in einem zweiten das Amplitudenverhältnis (Ausgang zu Eingang) ebenfalls über der Frequenz. Beide male wird die Frequenz logarithmisch eingetragen. Wo soll denn da das Problem sein? Kann es sein, dass Du die Vorlesung bislang noch gar nicht besucht und auf die Versuchsvorbereitung sicherheitshalber verzichtet hast?

  1. Angaben über die Reihenschaltung aus Elementarsystemen

Steht im Skript. Eigenes Kapitel.

  1. Angaben über die Teil-Frequenzgänge

Findet man ebenfalls im Skript (Tabelle).

  1. Angaben über den Gesamt-Frequenzgang

Folgt aus 2).

  1. Angabe der Übertragungsfunktion

Folgt aus 2) und 3)

Leider habe ich noch nie in meinem Studium mit Bode-Diagrammen
oder Systemanalyse gearbeitet.

Das glaube ich Dir auf’s Wort.

Gibt es hier jemanden, der mich an das Thema ranführen kann?

Ja.

Bin echt aufgeschmissen :expressionless:

Ja.

Es wird dringend Zeit, dass Du anfängst, Dir das ganze Thema rein zu pfeifen. Regelungstechnik(?) muss man verstehen, nicht auswendig lernen. Das klappt nicht in der Woche vor der Klausur. Zumal Du dann nach der Klausur gar nichts mehr weißt, aber weitere Vorlesungen darauf aufbauen.
Gruß
loderunner

#5

Also nichts für ungut ja, aber ich bin nicht hier, um mir Tiraden anzuhören, sondern weil ich Hilfe suche.

  1. Das Eintragen in das Diagramm sollte wirklich nicht so schwer sein. Hab nur Stunden gebraucht im Netz doppelt logarithmisches Papier zu finden das über 5 Dekaden geht und das ist dann auf der y-Achse nur positiv, aber ich habe nur negative Werte für dB und Grad. Ist egal, das kann ich ja hoffentlich trotzdem mit einer Umskalierung oberhalb der x-Achse auftragen

2, 3) Ja, ich habe eine Liste mit den Teil-Frequenzen und ich weiß, dass wenn die dB-Werte ebenfalls logarithmisch aufgetragen sind, dass sich der Frequenzgang dann als Addition der Teil-Frequenzgänge ergibt. Allerdings: Wenn ich nicht genau weiß, wo ich die dB-Werte eintragen muss kann ich die Teilfrequenzen auch nur schwer bestimmen.

Naja, scheinbar mache ich hier den Eindruck, dass ich andere meine Arbeit machen lassen will. Nur mal am Rande: Mein Notendurchschnitt liegt momentan im 1er-Bereich, was wohl dafür spricht, dass ich nicht ganz so faul bin, wie mir hier nahegelegt wird. Das Problem ist einfach, dass ich Bode-Diagramme nicht kenne und egal was ich im Netz lese, mir irgendwie der Zugang verwehrt bleibt. Dass ich mit manchen Sachen einfach meine Schwierigkeiten habe scheint hier nicht sonderlich erwünscht. :expressionless:

Der nächste, der sich zu meiner Anfrage meldet, sollte bitte mit Hilfe aufwarten. Mir ein schlechtes Gewissen machen schaffe ich schon ganz allein!!!

…

Stellen wir doch erst mal eine simple Frage nach vorn.

Ich habe doppelt logarithmisches Papier. Die Frequenzen sind bereits in Kreisfrequenz Omega umgerechnet und auf der x-Achse eingetragen. Des Weiteren ist die y-Achse in dB mit 20dB pro Dekade skaliert. Damit ich keinen Fehler beim eintragen mache: Wo genau trage ich z.B. -33dB ein?

#6

Hallo,

Also nichts für ungut ja, aber ich bin nicht hier, um mir
Tiraden anzuhören, sondern weil ich Hilfe suche.

Dein zweites Posting ist wesentlich genauer formuliert als das erste. Leider ist die Antwort meist nicht besser als die Frage.

  1. Das Eintragen in das Diagramm sollte wirklich nicht so
    schwer sein. Hab nur Stunden gebraucht im Netz doppelt
    logarithmisches Papier zu finden das über 5 Dekaden geht und
    das ist dann auf der y-Achse nur positiv, aber ich habe nur
    negative Werte für dB und Grad. Ist egal, das kann ich ja
    hoffentlich trotzdem mit einer Umskalierung oberhalb der
    x-Achse auftragen

Warum nicht unterhalb? Und was für Papier hast Du Dir da besorgt, wo die Y-Achse schon mit Werten gekennzeichnet ist?

Btw., sagtest Du nicht was von Excel-Tabelle? Warum lässt Du Excel das Diagramm inclusive allen Masstäben und Achsen und Skalierungen und Umrechnungen nicht selber erzeugen? Dafür gibt es doch einen Wizard. Und wenn man als Diagrammtyp ‚Punkte‘ auswählt, kann man die Achsen logarithmisch skalieren lassen…

2, 3) Ja, ich habe eine Liste mit den Teil-Frequenzen und ich
weiß, dass wenn die dB-Werte ebenfalls logarithmisch
aufgetragen sind, dass sich der Frequenzgang dann als Addition
der Teil-Frequenzgänge ergibt. Allerdings: Wenn ich nicht
genau weiß, wo ich die dB-Werte eintragen muss kann ich die
Teilfrequenzen auch nur schwer bestimmen.

Wenn das optische Interpolieren zu schwer fällt, bestellt man sich (passend zum Papier!) ein entsprechendes logarithmisches Lineal. Genannt ‚Frequenzgang-Lineal‘.
Was man natürlich nicht braucht, wenn man sich das Papier inklusive allen Punkten, Kurven etc. selber herstellt (s.o.).

Ich habe doppelt logarithmisches Papier. Die Frequenzen sind
bereits in Kreisfrequenz Omega umgerechnet und auf der x-Achse
eingetragen. Des Weiteren ist die y-Achse in dB mit 20dB pro
Dekade skaliert. Damit ich keinen Fehler beim eintragen mache:
Wo genau trage ich z.B. -33dB ein?

Zwischen der Linie für -30db und und der für -40dB.
Allerdings benötigt man für den Frequenzgang in dB kein doppelt-, sondern nur einfach-logarithmisches Papier (achte mal auf die Achseteilungen bei http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/d/d3/Bode_b…). Sonst wär’s doch doppelt gemoppelt - die Umrechnung in dB ist doch schon logarithmisch. Das doppelt-logartihmische Papier würde man für einen Frequenzgang verwenden, bei dem die Amplitudenverhältnisse direkt eingetragen werden.
Gruß
loderunner

#7
  1. Das Eintragen in das Diagramm sollte wirklich nicht so
    schwer sein. Hab nur Stunden gebraucht im Netz doppelt
    logarithmisches Papier zu finden das über 5 Dekaden geht und
    das ist dann auf der y-Achse nur positiv, aber ich habe nur
    negative Werte für dB und Grad. Ist egal, das kann ich ja
    hoffentlich trotzdem mit einer Umskalierung oberhalb der
    x-Achse auftragen

Seit wann wird denn ein Bode Diagram in doppeltlogharithmisches Papier eingetragen?

Und wieso dauert das Stunden? Man muss schon wissen, wie man googled :wink:

http://www.dream-dimensions.de/papers/
hat eine Minute gedauert…
Postscript zum ausdrucken^^

Da schreibste dann an die Y-Achse von oben nach unten:

0dB, -10dB, -20dB, …

oder wenns nicht reicht fängste nich bei 0 an…

Naja, scheinbar mache ich hier den Eindruck, dass ich andere
meine Arbeit machen lassen will. Nur mal am Rande: Mein
Notendurchschnitt liegt momentan im 1er-Bereich, was wohl
dafür spricht, dass ich nicht ganz so faul bin, wie mir hier
nahegelegt wird. Das Problem ist einfach, dass ich
Bode-Diagramme nicht kenne und egal was ich im Netz lese, mir
irgendwie der Zugang verwehrt bleibt. Dass ich mit manchen
Sachen einfach meine Schwierigkeiten habe scheint hier nicht
sonderlich erwünscht. :expressionless:

Doch doch, hier wird einem geholfen.
Aber meist wird hier die Selbsterkenntnis angestuppst, das hilft dem Aha und Lerneffekt.

Ich habe doppelt logarithmisches Papier. Die Frequenzen sind
bereits in Kreisfrequenz Omega umgerechnet und auf der x-Achse
eingetragen. Des Weiteren ist die y-Achse in dB mit 20dB pro
Dekade skaliert. Damit ich keinen Fehler beim eintragen mache:
Wo genau trage ich z.B. -33dB ein?

Also wenn du die Y-Achse linear skalierst, dann kannste -33dB bei -33 eintragen^^ Ist beim loghatrithmischen übrigens nicht anders, nur verteilt sich das nicht linear. Musst halt abzählen, dafür haste ja die Striche^^ Mit 20dB pro Dekade wirds natürlich nicht einfacher, aber wieso denn so eine komische Skalierung?

#8

Moin,

Also nichts für ungut ja, aber ich bin nicht hier, um mir
Tiraden anzuhören, sondern weil ich Hilfe suche.

meiner Erfahrung nach sind WIRKLICH hilfreiche Antworten oft unangenehm. Dass du auf eine solche ungehalten reagierst statt sie selbstkritisch zu überdenken (oder selbstkritisch zu entkräften) spricht IMHO nicht gerade für dich.

Das:

Nur mal am Rande: Mein
Notendurchschnitt liegt momentan im 1er-Bereich, was wohl
dafür spricht, dass ich nicht ganz so faul bin, wie mir hier
nahegelegt wird.

übrigens auch nicht. Es gibt fleißige Leute die sich viel und hart erarbeiten, dabei viel lernen und trotzdem schlechte Noten schreiben. Anderen fliegen die Noten zu ohne, dass sie Vieles begriffen hätten. Und es gibt noch andere.
Respekt vor den Leistungen einer Person hatte ich fast immer nur wenn diese nicht mit Noten oder Titeln zu glänzen glauben musste.

Hab nur Stunden gebraucht im Netz doppelt
logarithmisches Papier zu finden

„Damals“, im letzten Jahrhundert als ich studierte hatten wir dafür bereits ein kleines Programm mit Einstellmöglichkeiten. Sowas muss man nicht „finden“, das sollte man sich individuell erstellen können. Notfalls mit ner Tabellenkalkulation oder was heute grade so in ist.
Warum willste die Werte überhaupt auf Papier auftragen und direkt vom Programm zeichnen lassen?

das über 5 Dekaden geht und
das ist dann auf der y-Achse nur positiv, aber ich habe nur
negative Werte für dB und Grad.

Du kannst nicht eine Vorlage suchen, die 100%ig deinen Vorstellungen entspricht! Da gibts ja zig Möglichkeiten!

Naja, scheinbar mache ich hier den Eindruck, dass ich andere
meine Arbeit machen lassen will.

Allerdings hatte auch ich dieses Gefühl.

Dass ich mit manchen
Sachen einfach meine Schwierigkeiten habe scheint hier nicht
sonderlich erwünscht. :expressionless:

Nein, aber übe vielleicht mal deine Formulierung von Fragen wenn du Hilfe suchst.

Ich habe doppelt logarithmisches Papier. Die Frequenzen sind
bereits in Kreisfrequenz Omega umgerechnet und auf der x-Achse
eingetragen. Des Weiteren ist die y-Achse in dB mit 20dB pro
Dekade skaliert. Damit ich keinen Fehler beim eintragen mache:
Wo genau trage ich z.B. -33dB ein?

Was dir vielleicht Schwierigkeiten macht ist deine Freiheit! Die Freiheit die Beschriftung selbst zu bestimmen.
Hast du nur negative Werte?
Dann könnte am oberen Diagrammrand zB 0dB sein, dann ist eine Dekade runter -20dB, zwei -40dB usw.
Den Abstand für die -33dB, das sind ja 13dB von den 20dB/Dek entfernt musst du dann log. Auftragen. War das die Frage, dass du nicht weißt wie der Abstand berechnet wird?

HTH
J~

#9

Korrektur

Ich habe doppelt logarithmisches Papier. Die Frequenzen sind
bereits in Kreisfrequenz Omega umgerechnet und auf der x-Achse
eingetragen. Des Weiteren ist die y-Achse in dB mit 20dB pro
Dekade skaliert. Damit ich keinen Fehler beim eintragen mache:
Wo genau trage ich z.B. -33dB ein?

KatziKatz schreibt natürlich richtig, dass dB ja bereits logarithmisch ist! Die Skalierung ist dann natürlich LINAR:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/d/d3/Bode_b…
sonnst wärs ja doppeltgemoppelt! Dann sind -33dB einfach (13/20) der Strecke zwischen -20 und -40!

#10

meiner Erfahrung nach sind WIRKLICH hilfreiche Antworten oft
unangenehm. Dass du auf eine solche ungehalten reagierst statt
sie selbstkritisch zu überdenken (oder selbstkritisch zu
entkräften) spricht IMHO nicht gerade für dich.

Bitte was genau war denn hilfreich?? Dass ich in mein Skript schauen soll, in dem nix drin steht, weil der Prof das in der vorlesung davor erklärt hat, die ich bei einem Prof gehört habe, der keine Bode-Diagramme gemacht hat? Oder vielleicht der Hinweis, dass ich mal die Vorlesung besuche, in der nix zum Bode-Diagramm kommt, weil es schon im letzten Semester kam?

Also, was war jetzt genau die WIRKLICH hilfreiche Antwort von Dir?

übrigens auch nicht. Es gibt fleißige Leute die sich viel und
hart erarbeiten, dabei viel lernen und trotzdem schlechte
Noten schreiben. Anderen fliegen die Noten zu ohne, dass sie
Vieles begriffen hätten. Und es gibt noch andere.
Respekt vor den Leistungen einer Person hatte ich fast immer
nur wenn diese nicht mit Noten oder Titeln zu glänzen glauben
musste.

Ja, und es gibt solche, die nicht abgeneigt sind was zu tun, aber denen es in manchen Fächern echt schwer fällt. Schade, dass Du dafür kein Verständnis hast

Nein, aber übe vielleicht mal deine Formulierung von Fragen
wenn du Hilfe suchst.

Is gebongt, Meister

#11

Danke für Deinen Beitrag,

bin selbst dafür, dass ich „angestupst“ werde, aber da es schon beim Eintragen der Werte ins Diagramm haperte bin ich gar nicht erst zum nächsten Teil voran gekommen.

Ich erarbeite mir so was wirklich gern selbst, da ich es ja für die Klausur können muss, aber was ich gebraucht hätte ist ein Beispiel, denn im Prinzip ist das ja so was wie ein Algorithmus, der einem Schema folgt.

Naja, jetzt weiß ich ja, dass der Fehler für den ersten Punkt da zu suchen ist, dass dB bereits logarithmisch ist und ich es also linear auftrage. Dann sieht meine Kurve sicherlich auch nicht mehr so gruselig eckig aus :wink:

#12

Hi loderunner,

vielen Dank für die Hilfe. Habe jetzt verstanden, dass dB UND doppeltlogarithmisches Papier doppelt gemoppelt ist. Der Prof sagte in eiwa „logarithmisch in dB aufgetragen“ und ich habe das fälschlicherweise als „dB logarithmisch auftragen“ verstanden.

Ich kann dann nun die Kurve zeichnen und hoffentlich die Teil-Frequenzgänge korrekt bestimmen.