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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Amplitude und Frequenz analog "messen"


Autor: Benni Nori (benninori)
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Hi,
ich hab folgendes Problem:

Zu den Rahmenbedingungen:
Ich hab eine Gleichspannung, Sinus um 2,5 V, maximale Amplitude = 2,5 V, 
also alles positiv, Frequenzen können zwischen 0 und 300 Hz betragen, 
also recht "langsam".

Nun brauche ich ich proportionale Gleichspannungen (möglichst glatt) zu 
Amplitude und Frequenz.

Irgendwie komm ich nicht zu Rande. Das ganze soll analog ablaufen. 
Simulier grad an einem Präzisionsgleichrichter, aber auch der will nicht 
so wie ich. Auch der Spitzenwertgleichrichter will nicht richtig.

Ach ja, ich verwende bis jetzt sigle-suply rail-to-rail Ops mit 
5V-Versorgung.


Habt ihr Ideen zu dem Thema?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Lass doch mal sehen, was du bis jetzt hast.

> Frequenzen können zwischen 0 und 300 Hz betragen, also recht "langsam".
> Nun brauche ich ich proportionale Gleichspannungen (möglichst glatt)
> zu Amplitude und Frequenz.
Wie schnell willst du die Frequenz auswerten?

Autor: MaWin (Gast)
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> Simulier grad an einem Präzisionsgleichrichter, aber auch der will nicht
> so wie ich. Auch der Spitzenwertgleichrichter will nicht richtig

Ja, und ?
Du hast schon die Stichworte, an der Umsetzung wirst du deine Fehler 
selber suchen müssen.

Für die Frequenzmessung verwendet man ein vom Sinus-Nulldurchgang 
getriggerten MonoFlop und bildet den zeitlichen Mittelwert dessen 
Ausgangssignales, wie es der LM2907 tut.

Statt langsamer Mittelwertbildung über mehrere Vollwellen kann man 
natürlich auch Implementationen bauen, die von Sinusschwingung zu 
Sinusschwingung arbeiten:

Amplitude:
Bei Nulldurchgang rücksetzen,
im Sinusverlauf Maximum/Spitzenwert erfassen
Beim nächsten Nulldurchgang diesen Wert in Ausgang Sample&Hold geben, 
ersetzt dort vorherigen Wert.

Drehzahl:
Zeit zwischen Nulldurchgang und Nulldurchgang ermitteln z.B. durch 
Integration eines Stroms in einem Kondensataor, beim nächsten 
Nulldurchgang Wert in Sample&Hold geben, ersetzt dort vorherigen Wert.

Autor: Benni Nori (benninori)
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die Frequenz soll schon möglichst aktuell sein. Aber ich sag mal eine 
Mittelung über ein paar Perioden wäre auch ok.

Im Anhang ist mein Gleichrichter. Der will aber nicht. Fummle gerade an 
der Bescghaltung rum. So funktioniert er einigermaßen für 
Wechselspannung aber nicht für Gleichspannung. Habe erwartet, dass das 
problemlos geht, wenn ich das Bezugspotential auf 2,5 V lege.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Aber ich sag mal eine Mittelung über ein paar Perioden wäre auch ok.
Die Periodendauer von 0,1 Hz sind 10 Sekunden.
Du siehst: der Mindestwert 0 Hz wird dich ziemlich in Bedrängnis 
bringen.

>> Drehzahl:
>> Zeit zwischen Nulldurchgang und Nulldurchgang ermitteln
Und dann den Kehrwert bilden...  ;-)

Autor: Benni Nori (benninori)
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aber von Prinzip her müsste doch mein Gleichrichter auch für die rein 
positive Spannung funktionieren, wenn ich dwen Bezug beim +Eingang des 
OPs auf 2,5 V leg, oder?

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Natürlich nur, wenn du deine Eingangsspannung dann auch auf +2,5V 
beziehst. Und deine Ausgangsspannung mußt du dann logischerweise auch 
auf die +2,5V beziehen, wenn du dein Bezugspotential auf diesen Pegel 
anhebst. Du kannst nicht erwarten, dass die Schaltung weiterhin wie 
vorgesehen funktioniert, wenn du irgendeine (wichtige) Spannung änderst.
Aber das kannst du an der Simulation sicher ganz einfach sehen...

BTW: In deiner Simulation steht beim Eingangssignal zudem was von Offest 
:= -2,5V.

Autor: Sebastian (Gast)
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Schau dir mal den Abschnitt in Google Books :"vollweggleichrichter 
tietze schenk" an. Hatte auch so meine Probleme mit der gleichrichtung. 
Mit +/- Spannungsversorgung hat die Schaltung unter Abb. 20.20 
funktioniert. Wenn du dein Signal auf halbe Spannungsversorgung legst 
hast du wieder das Problem, dass dein Ausgang auch diesen "Offset" hat.

Autor: Benni Nori (benninori)
Datum:

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Danke an alle für die Hilfe.

Lothar Miller schrieb:
> BTW: In deiner Simulation steht beim Eingangssignal zudem was von Offest
> := -2,5V.

Ich weiß auch nicht wieso, aber die -2,5 V schieben die Spannung nach 
oben

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Benni Nori schrieb:
> Ich weiß auch nicht wieso, aber die -2,5 V schieben die Spannung nach
>
> oben


Das es   - 2.5V sein müssen, liegt bei Deiner Schaltung an der Polung 
der Dioden D1, D2.

Autor: Benni Nori (benninori)
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Ne war ein anderes Problem. Simplorer macht das blöd mit Verbraucher- 
und erzeuger System. Mein Fehler, hab mir die falsche Spannung 
angeschaut. Aber laut T&S stmmen die Dioden.

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