Aus PWM ein "Musik"signal machen. Aber wie?

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Verrückter
Inventar
#1 erstellt: 27. Nov 2009, 12:46
Hallo,

ich habe folgendes Problem.

Ein bekannter hat ein Velleman USB Experiment Interface Board K8055. Das gibt ein PWM Signal mit Parametern aus.


0 to 5V, output resistance 1k5
PWM 0 to 100% open collector outputs max. 100mA / 40V


Nun soll aus diesem PWM Signal ein Buttkickersignal (Körperschallwandler) entstehen, welches er dann in seine Endstufe geben kann. Umso mehr "on" Anteil im PWM, umso mehr Vibration. Oder umgekehrt. Da er es ins einem Computerprogramm auch negieren kann.

Nun mein Anliegen. Wer kann mir da mit einer Schaltung helfen? Layouten etc. kann ich alles, nur keine Schaltung entwickeln.

Vielen, vielen Dank und Gruß


Stefan
Hmeck
Inventar
#2 erstellt: 27. Nov 2009, 13:03

Buttkickersignal (Körperschallwandler)

????

Bei Pulsweitenmodulation ist eigentlich nur ein Integrator (Tiefpass) erforderlich. Dimensionierung hängt von der Freqenz des PWM-Signals und der gewünschten Grenzfrequenz ab.
Verrückter
Inventar
#3 erstellt: 27. Nov 2009, 13:07
Im Prinzip ist ein Buttkicker so etwas wie ein Subwoofer. So wird er auch angesteuert.

Dementsprechend sollte der Frequenzumfang bis etwa 100 Hz gehen. Schön wäre es, wenn man das dann empirisch noch verändern kann.

Die PWM Frequenz hatte ich gepostet. Ach ne, hab ich vergessen, sorry. Es sind 23,43kHz fix.


Danke

Stefan
Hmeck
Inventar
#4 erstellt: 27. Nov 2009, 15:28
Enthält das PCM Signal denn den gesamten NF-Frequenzgang oder ist es schon das fertige Signal, halt nur PCM-codiert?

Je nach Eingangsempfindlichkeit und -Impedanz des nachfolgenden Verstärkers würde vermutlich sogar ein rein passives Filter reichen. evtl. 2 Stück hintereinander, erst ein niederohmiges, dann ein hochomiges. (ganz besonders, wenn du den open-Collektor-Ausgang nutzt!)

Falls der Sub-Bass erst aus dem gesamten NF-Bereich herausgeschnitten werden muss, vielleicht ein aktiver Tiefpass 2. Ordnung, die beiden R's als Stereopoti ausgeführt. Hier im Forum gibt es viele gute Beispiele mit Berechnungsformeln.
Kay*
Inventar
#5 erstellt: 27. Nov 2009, 16:20

Enthält das PCM Signal denn den gesamten NF-Frequenzgang oder ist es schon das fertige Signal, halt nur PCM-codiert?


PWM, nicht PCM
Verrückter
Inventar
#6 erstellt: 27. Nov 2009, 17:25
Moment, bevor ich etwas falsch darstelle. Das PWM Signal hat mit Musik rein garnichts zu tun. Es ist ein Fahrzeugsimulator. Das PWM Signal wird über die Drehzahl gesteuert. Hohe Drehzahl = full on, niedrige Drehzahl = fast full off. Wenn nun die Drehzahl hoch ist, soll der Butkicker ordentlich den But kicken.


Stefan
Kay*
Inventar
#7 erstellt: 27. Nov 2009, 17:39
so'n Blödsinn,

dann kannste nicht einfach filtern, sondern musst die Frequenz
gleichrichten und daraus ein Signal für den Körperschallübertrager erzeugen
Verrückter
Inventar
#8 erstellt: 27. Nov 2009, 17:44
Jo, so habe ich mir das auch vorgestellt, aber wie?

Stefan
detegg
Inventar
#9 erstellt: 27. Nov 2009, 18:17
Hi.

Du könntest aus dem PWM durch einfache TP-Filterung eine Gleichspannung erzeugen, die dann einen VCA ansteuert. NF-Signal frei wählbar ...

:-) Detlef
tiki
Inventar
#10 erstellt: 27. Nov 2009, 18:49
Hallo,

einfacher scheint mir ein elektronischer Schalter zu sein, Analogschalter als IC oder einfacher Transistor (siehe Mute-T in der DCX). Ansteuerung über die PWM, geschaltet wird die "NF". Hinter den Schalter gehört noch ein Tiefpass mit f0 = obere Grenzfrequenz der NF, wenn -3dB okay sind. Erste Ordnung ergibt eine Dämpfung <50dB, wenn das reicht?

Bei höheren Anforderungen bitte PM, Filter 4. Ordnung "ohne" Durchgriff (ohne den üblichen Dämpfungsverlust bei höheren Frequenzen) habe ich kürzlich für 0,1Hz und 10kHz gebaut.
Kay*
Inventar
#11 erstellt: 27. Nov 2009, 18:51
Grundsätzlich wiederum ein Rätsel-raten
...
wie wär's mit 'ner richtigen Aufgabenbeschreibung?
Verrückter
Inventar
#12 erstellt: 27. Nov 2009, 18:54
Mh, klingt gut, aber das bedeutet, ich muss auch ein NF Signal erzeugen, was dann geregelt/geschaltet wird. Da da ja keine Musik raus kommt, sondern einfach nur Vibrationen. Also Präzision ist nun garnicht gefragt. Ganz einfach, wenn er aufs Gaspedal drückt, soll vibrieren. Wie in einem Rennwagen halt.

Stefan
Verrückter
Inventar
#13 erstellt: 27. Nov 2009, 18:56

Kay* schrieb:
Grundsätzlich wiederum ein Rätsel-raten
...
wie wär's mit 'ner richtigen Aufgabenbeschreibung?
:Y


Was ist noch unklar? Wenn er aufs Gaspedal drückt wird der Puls länger oder kürzer. Analog soll ein NF Signal erzeugt werden, welches an die Butkickerendstufe geht. Drückt er viel aufs Gas, vibrierts kräftig, drückt er garnicht, vibrierts wenig (Standgas).


Gruß

Stefan
detegg
Inventar
#14 erstellt: 27. Nov 2009, 18:58
... andere Frage: was macht ein "Buttkicker", wenn er mit PWM angesteuert wird?
Hmeck
Inventar
#15 erstellt: 27. Nov 2009, 18:59
Schuldigung, mit meinem Vertipper (PWM / PCM) zur Verwirrung beigetragen zu haben. Aber daß jetzt erst klar ist, daß nicht das darzustellende Signal, sondern nur das Steuersignal dafür gemeint ist, das geht nicht auf mein Konto. Immerhin, der einfache Tiefpass ist dann schon mal klar, und für den VCO sollte eigentlich schon was ganz schlichtes aus dem Bastelbuch ausreichen ...
Verrückter
Inventar
#16 erstellt: 27. Nov 2009, 19:02
Das habe ich mich auch schon gefragt. Was macht die Endstufe und der Butkicker? Letztlich ist es auch nur ein Lautsprecher. Aber wenn er mit rund 23kHz angesteuert wird, vibrierts zu schnell

Stefan
Hmeck
Inventar
#17 erstellt: 27. Nov 2009, 19:05
Oha, das war gerade mein 100.er Beitrag. Habe ich jetzt einen Lautsprecher geschenkt bekommen? jetzt, da klar ist, daß das Ding ganz offiziell nur Krach machen soll, bin ich froh, nicht geschrieben zu haben: kling irgendwie ganz interessant, glücklicherweise muß ich mir das nicht anhören ...
tiki
Inventar
#18 erstellt: 27. Nov 2009, 19:07
Hallo,
es klang so, als ob die NF schon da wäre. Einen astabilen (Multi)Vibrator wirst Du doch wohl noch hinkriegen? Die Frequenz kann nur der Anwender vorgeben, hängt von der Mechanik ab.
Wenn wir hier für automotive entwickeln sollen, dann aber nicht für lau, Alter.
Verrückter
Inventar
#19 erstellt: 27. Nov 2009, 19:13
Ne, krieg ich nicht hin. Ernsthaft.

Automotive? Mh, ist das so was?

Stefan
tiki
Inventar
#20 erstellt: 28. Nov 2009, 10:57
Hallo,
wenn es privat ist, nicht, wenn für die Automobilindustrie, dann schon. Die haben wohl sicher auch Fahrsimulatoren.
Beeindruckend ... wofür man sein Geld und die Freizeit opfern kann.
Rest später, muß erstmal Schrippen verdienen.
Kay*
Inventar
#21 erstellt: 28. Nov 2009, 16:20
für mich macht es immer noch keinen Sinn, einen
Schallwandler auf einer Freq laufen zulassen
und in der "Lautstärke" zu modulieren
Verrückter
Inventar
#22 erstellt: 28. Nov 2009, 16:22

Kay* schrieb:
für mich macht es immer noch keinen Sinn, einen
Schallwandler auf einer Freq laufen zulassen
und in der "Lautstärke" zu modulieren
:P


Dann mach doch mal nen besseren Vorschlag?

Obwohl, wenn man genau die Resonanzfrequenz des Simulators trifft, dürfte der Effekt am Effektivsten sein. Oder? Ich habe keine Ahnung.

Stefan
FlexBen
Stammgast
#23 erstellt: 28. Nov 2009, 17:41
Hallo,

realistischer wäre es doch, wenn die Frequenz sich passend zur Drehzahl ändert. Ich glaube auch nicht, dass die Lautstärke über die Drehzahl linear ist. Also brauchen wir eine Schaltung mit einem Eingang (Aus Drehzahl erzeugtes PWM) und einem 2-Parametrigen Ausgang (Frequenz und Amplitude). Die Kennlinien Freq. über Drehzahl und Amplitude über Drehzahl müssen wir (oder besser der TE) vorgeben. Und DANN kann man beginnen, über eine Schaltung nachzudenken.

Grüße,
Ben
Verrückter
Inventar
#24 erstellt: 28. Nov 2009, 17:52
Das klingt gut, aber das


Die Kennlinien Freq. über Drehzahl und Amplitude über Drehzahl müssen wir (oder besser der TE) vorgeben



kann ich nicht. Ich habe absolut keine Ahnung und der Typ, der damit geigt erst recht nicht. Der will einfach nur, dass es sich so anfühlt, wie im Rennwagen.

Stefan
FlexBen
Stammgast
#25 erstellt: 28. Nov 2009, 18:13
nun, die Frequenz steigt definitiv linear mit der Drehzahl.

z.B. 3000 rpm sind 3000/60 Drehungen pro Sekunde (rps ;)) = 50Hz

Allgemein also N rpm sind N/60 Hz.
Erster Schaltungsteil wäre also ein PWM-gesteuerter Frequenzgenerator

Zur Lautstärke bzw Amplitude habe ich aber absolut keine Ahnung. Vll hat jemand anderes hier eine Idee und/oder Erfahrung?
Verrückter
Inventar
#26 erstellt: 28. Nov 2009, 18:46

FlexBen schrieb:
nun, die Frequenz steigt definitiv linear mit der Drehzahl.

z.B. 3000 rpm sind 3000/60 Drehungen pro Sekunde (rps ;)) = 50Hz

Allgemein also N rpm sind N/60 Hz.
Erster Schaltungsteil wäre also ein PWM-gesteuerter Frequenzgenerator

Zur Lautstärke bzw Amplitude habe ich aber absolut keine Ahnung. Vll hat jemand anderes hier eine Idee und/oder Erfahrung?


Mh, zunächst klang das ganz logisch, aber nach etwas nachdenken bin ich doch am Zweifeln.

Das Problem ist, dass sich in einem Motor Kolben bewegen. Ich glaube nicht, dass die Frequenz der Vibration nur auf die Drehzahl abstellbar ist. Aber ich kann auch nicht sagen, welchen Einfluß andere Parameter haben. Geschweige denn, welche Parameter. Man könnte, meinen, je mehr Zylinder, je hochfrequenter die Vibration, wer mal einen Achtzylinder gehört hat, wird dem aber wohl widersprechen.

Aber man könnte tatsächlich so etwas mit zwei Kennlinien bauen, wobei man beide Kennlinien einstellbar machen könnte. Das wäre wohl sehr komfortabel. Denn dann kann man es auch nach Gefühl/Geschmack einstellen.


Stefan
FlexBen
Stammgast
#27 erstellt: 28. Nov 2009, 18:57
Hallo,

ja da hast du vollkommen recht, die ausgerechnete Frequenz ist die Grundschwingung, mann muss evtl noch Oberschwingungen dazunehmen, um ein "realistisches" Brummen zu bekommen. Die Frage ist, bis wieviel Hz man diese noch fühlt, also bis zur wievielten Oberwelle das von dir modelliert werden muss. Ist ganz sicher auch Fahrzeugabhängig.

Da das ja, je länger man drüber nachdenkt, immer weiter ausartet, empfehle ich, erstmal was simples zu entwickeln. Grundwelle nach Drehzahl und konstante Amplitude oder so.
Wenn man da erstmal eine Schaltung hat, kann man ja dran rumdoktorn und erweitern.
Verrückter
Inventar
#28 erstellt: 28. Nov 2009, 19:43
Mf, wäre ne gute Idee, dann könnte man das mal anklemmen, vielleicht ist er dann ja schon zufrieden
Kay*
Inventar
#29 erstellt: 28. Nov 2009, 21:44
suche mal nach "simplesizer"

Verrückter
Inventar
#30 erstellt: 29. Nov 2009, 22:38
Örgs, ist das kompliziert. Ich dachte, das schüttelt Jemand aus dem Ärmel.


Mh, Gruß

Stefan
Verrückter
Inventar
#31 erstellt: 17. Jan 2010, 22:02
Hallo,

ich wollte das Ergebnis hier kurz posten.

Der Programmierer hat aufgrund dieses Wunsches ein PlugIn programmiert, wo eben genau diese Signal als Sound aus der Soundkarte kommt und man damit direkt in eine Butkickerendstufe gehen kann...

Gruß

Stefan
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