Untitled - vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich

112 7 Trägerverfahren
s A
s A
x A,Soll
x A,Soll
x T
x T
t
t
t
xA,Soll
Bild 7.4. Trägersignale und Schaltfunktionen bei Trägerverfahren,
oben links: Sägezahnsignal für Rück-, oben rechts: für Vorderflankenmodulation
(ansteigende Flanke der Schaltfunktion=Vorderflanke, abfallende=Rückflanke),
unten links: Dreiecksignal für symmetrische Modulation,
unten rechts: allgemeines, asymmetrisches Trägersignal
Asymmetrisches Dreiecksignal: Beide Schaltflanken werden moduliert. Die Positionen
bezüglich des Scheitelpunktes sind aber nicht symmetrisch.
Alle vorgestellten Trägersignale erfüllen die Forderung, dass der kurzzeitige Mittelwert,
und damit die Grundschwingung der Ausgangsspannung, sehr gut mit dem Sollwert übereinstimmt.
Die Amplitudenspektra der Spannungen (Bild 7.5) für Vorder- und Rückflankenmodulation
sind identisch. Sie unterscheiden sich aber von denen mit symmetrischer
und asymmetrischer Modulation. Symmetrische Trägersignale haben die Eigenschaft,
dass die Seitenbänder aus wenigen Spektrallinien mit schnell abnehmenden Amplituden
bestehen, die um die Trägerfrequenz konzentriert sind. Interessant ist, dass die Spannungs-Effektivwerte
bei allen vier Trägerformen identisch sind, obwohl die Spektra verschieden
sind. Diese Eigenschaft wird in Kapitel 7.2.2 hergeleitet.
Frequenzmodulation des Trägersignals: Bei verschiedenen Anwendungen sind die
konzentriert auftretenden Spektrallinien unerwünscht. Sie wirken sich akustisch als Geräusch
mit festen Frequenzkomponenten (Pfeifen) aus. Durch Variation der Trägerfrequenz
können die Spektra ‘verschmiert’ werden. Für die Frequenzmodulation werden
zwei Verfahren eingesetzt:
- Das Trägersignal wird frequenzmoduliert. In Bild 7.6 ist das für eine zur Grundfrequenz
synchrone Modulationsfrequenz illustriert. Das ursprüngliche Trägersignal ist ein symmetrisches
Dreieck mit einem Spektrum wie in Bild 7.5 unten links. Für die im Beispiel
verwendete Frequenzvariation gilt:
ωT =
ωT0[ 1 + 0.2cos( 2ω1t) ]
t
(7.5)
Im Spektrum treten dadurch weitere Spektrallinien auf. Die dominanten Amplituden
werden aber geringfügig kleiner als bei unmoduliertem Träger.
s A
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x A,Soll
x T
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t
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