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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ein OPV als Impedanzwandler, Filter und Gleichricther


Autor: Simon D. (Gast)
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Hallo,

ich moechte eine 40kHz Sinuswelle (Amplitude variabel) und eine 
Offsetspannung (zwischen 0.2-2V) zuerst entkoppeln, dann den Offset 
wegfiltern und dann die Amplitude der Sinuswelle gleichrichten.

Entkoppelt werden muss, da die Eingangsspannung aus einem Spannunsteiler 
resultiert und da das Filtern ohne Entkoppelung dann den Spannungsteiler 
beeinflussen wuerde.

Bisher hatte ich folgendes Schema im Kopf:
1.: Impedanzwandler
2.: Passiver Hochpass
3.: Spitzenwertgleichrichter

Jetzt ist mir aber folgende Idee gekommen. (Diese Schaltung sollte so 
wenig Teile wie moeglich enthalten, da es bei der Realisierung auf Platz 
ankommt): Koennte man den Impedanzwandler nicht weglassen wenn man einen 
aktiven Hochpass baut? Und den Spitzengleichrichter dann implementiert, 
also eine Diode am Ausgang vor die Gegenkopplung setzt?

Wie hoch ist der Eingangswiderstand eines aktiven Hochpassfilters und 
kann man mit einer Diode auch noch den Spitzenwertgleichrichter 
einbauen?

Viele Gruesse
Simon

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Simon D. schrieb:
>
> aktiven Hochpass baut? Und den Spitzengleichrichter dann implementiert,
> also eine Diode am Ausgang vor die Gegenkopplung setzt?
>

Und wie sieht es mit der fehlenden Gegenkopplung aus für den Teil der 
Halbwelle in der die Diode sperrt? Schon mal überlegt was da passiert?

Autor: Andy N. (Gast)
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Die Impedanz ist auch davon abhängig, ob du einen Elektromer-o. 
invertierenden Verstärker einsetzt! Die Diode müsste dann nach der 
Gegenkopplung eingesetzt werden. Such mal nach Sallen Key Filter 2nd 
Order.

mfg

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Vielleicht hilft dir diese Schaltung weiter...

Kai Klaas

Autor: Simon (Gast)
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Danke für die Antworten. Wenn ich das richtig verstehe, geht das also 
nicht wie ich mir das vorgestellt habe also alles in einem.

Ich hab mal schnell den Vorschlag mit dem Sallen Key aufgezeichnet. Das 
ist die obere Schaltung. Die untere ist mein Favorit. Man spart sich 
durch den Sallen Key nichts und ich habe keine Ahnung wie man das 
berechnet.

Funktioniert das so oder gibts irgendwas zu meckern oder 
Verbesserungsvorschläge?

Autor: Helmut S. (helmuts)
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@Simon,
4,4MB für 1 Bildchen. Das ist ja ein Verschwendung von Platz auf dem 
Server. Als jpg hat dein Bildchen noch 85kB.

Autor: Gastino G. (gastino)
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Kai Klaas schrieb:
> Vielleicht hilft dir diese Schaltung weiter...

Kurze Frage vom interessierten Analog-Laien: Warum drei 
nichtinvertierende Verstärkerschaltungen hintereinander? Kannst Du mal 
so ganz grob die Idee hinter der Schaltung erklären? Was ich sehe, ist 
dreimal Verstärkung, Wegschneiden einer Halbwelle und ein Tiefpass am 
Ende, richtig?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Gastino,

>Kurze Frage vom interessierten Analog-Laien: Warum drei
>nichtinvertierende Verstärkerschaltungen hintereinander? Kannst Du mal
>so ganz grob die Idee hinter der Schaltung erklären? Was ich sehe, ist
>dreimal Verstärkung, Wegschneiden einer Halbwelle und ein Tiefpass am
>Ende, richtig?

Die Schaltung ist aus diesem Thread:

Beitrag "bandpass für Ultraschall"

Dachte, daß die 40kHz vielleicht von einem Ultraschall-Empfänger stammen 
könnten.

Die Kaskadierung der drei Verstärkerstufen ist einfach nur, um mit der 
begrenzten Bandbreite des leicht erhältlichen MCP602 auf genügend 
Verstärkung kommen zu können.

Der 1n Kondensator wird auf den Spitzenwert des 40kHz-Signals + 2V 
Hilfsspannung aufgeladen. Der nachfolgende Tiefpaß aus 430k, 1M und 10n 
vermindert erheblich den aus der Einweggleichrichtung resultierenden 
Ripple und ist gleichzeitg Teil eines Differenzverstärkers, der noch die 
2V Hilfsspannung abzieht und eine Signalamplitude zwischen 0V und 2,15V 
in einen Ausgangssignalhub zwischen 0V und 5V umrechnet, für einen 
angeschlossenen ADC.

Kai Klaas

Autor: Gastino G. (gastino)
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Danke für die Erläuterung!

Autor: Simon D. (Gast)
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Hallo,

was haltet Ihr jetzt von meinen Schaltungen?

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo Simon,

>was haltet Ihr jetzt von meinen Schaltungen?

Wenn du von einer Gleichspannung mit überlagertem Sinus die 
Gleichspannung abziehst, bleibt eine Wechselspannung übrig, und die hat 
dann auch negative Anteile. Wenn deine OPamps keine negative 
Versorgungsspannung haben, wird es dann schon kritisch, je nachdem 
welchen OPamp du verwenden möchstest.

Deswegen hatte ich dir ja meine Schaltung vorgeschlagen, bei der du die 
Gleichspannung mit überlagertem Sinus gleichrichtest und dann aktiv die 
Gleichspannung wieder abziehst. Dadurch hast du nirgends negative 
Spannungen zu verarbeiten.

Kai Klaas

Autor: Simon D. (Gast)
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Hallo Kai,

Der erste OPV bekommt noch keine negativen Spannungen, jedoch der 
zweite.

Was passiert denn, wenn man einen Single-Supply Rail-to-Rail OPV als 
Impedanzwandler nutzt und die Eingangsspannung negativ ist? Geht der 
dann kaputt, oder gibt er einfach null aus.

In meiner Schaltung ist ja noch ein Diode nachgeschaltet, veraendert das 
etwas daran?

Viele Gruesse
Simon

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Hallo SImon,

>Was passiert denn, wenn man einen Single-Supply Rail-to-Rail OPV als
>Impedanzwandler nutzt und die Eingangsspannung negativ ist? Geht der
>dann kaputt, oder gibt er einfach null aus.

Ein OPamp, der noch am ehesten damit fertig wird, ist der AD822. Der 
gibt am Ausgang dann rund 0V aus, zeigt also dabei keinen Phase 
Reversal. Allerdings braucht er rund 10µsec um aus der Übersteuerung 
heraus zu kommen. Keine gute Sache bei deinen 40kHz...

Kai Klaas

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