Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Peak Detection eines Audiosignals


von Jano (Gast)


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Ich habe eine Schaltung, die mir ein Audiosignal durch Bandpässe in 8 
Bereiche aufteilt.

Das Signal ist auf 2,5V, schwankt bei vollem Ausschlag zwischen 0 und 5 
V.

Um es mit einem AD Wandler sinnvoll auszuwerten brauche ich eine Peak 
Detection. (Ihr könnt mich auch eines besseren belehren)

Ich habe einmal folgende Schaltung aufgebaut:

http://freecircuitdiagram.com/wp-content/uploads/2008/09/single_transistor_peak_detector.gif

Das Problem ist:
-es funktioniert nur mit Signalen ohne Offset, also müsste ich das 
Signal erst auf 0 V ziehen.
-es funktioniert nicht mit dem Gesamten Frequenzbereich, entweder wird 
das Signal zu träge oder die Peak detektion ist nichtmehr gewährleistet 
(Habe versucht den Kondensator anzupassen)

Gibt es eine Möglichkeit das umzusetzen (also die Peakdetektion) ohne 
für jeden Bereich eine eigene Schaltung zu haben?

von Remagen (Gast)


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Jano schrieb:
> -es funktioniert nur mit Signalen ohne Offset, also müsste ich das
> Signal erst auf 0 V ziehen.

Einen Kondensator davorhänge??? DC Anteile werden dann geblockt. 0,47u 
ausreichent.

von Udo S. (urschmitt)


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Warum hast du für dein Problem 2 Threads aufgemacht?
Siehe
Beitrag "Audio Spectrum Analyzer Problem: Programmierung/Bauteile"

von Jano (Gast)


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@Remagen
ich habs grad getestet, ganz sauber ist es so aber nicht, wieder das 
Problem mit den niedrigen Frequenzen, es gibt doch auch eine Lösung mit 
OPs, habe ich da das selbe Problem oder funktioniert es damit besser?

@Udo Schmitt

weil es mir im anderen Beitrag ursprünglich um die Programmierung ging, 
es hat sich ja dann anderst herausgestellt, ist ja jetzt eher ein Thema 
für die Analogtechnik, oder?

von MaWin (Gast)


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Du wirst gleichrichten müssen und dann die Hüllkurve bilden müssen, 
damit der langsame A/D-Wandler dem schnellen Audiosignal wenigstens vom 
Pegel her folgen kann.

Und das kann nur externe Analogtechnik.

Bis 20kHz tut's:


          LT1715
in -C-+-----|+\ 1N5711  dieser Widerstand verhindert overshoot
      |     |  >--|>|--2k--+--+--+-- out
      R  +--|-/            |  |  |
      |  |                 | 1nF 1M Widerstand bestimmt decay Zeit
      |  +-----------------+  |  |
 GND -+-----------------------+--+--

von Reinhard Kern (Gast)


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MaWin schrieb:
> Und das kann nur externe Analogtechnik.

Das ist so ungefähr der technische Stand von 1960. Ist dir schon mal 
aufgefallen, dass Modems heute so gut wie keine Analogtechnik mehr 
enthalten?

Gleichrichten z.B. ist so trivial, dass man glatt selbst draufkommen 
kann: man lässt einfach bei den Samples das Vorzeichen weg.

Gruss Reinhard

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Reinhard Kern schrieb:
> Gleichrichten z.B. ist so trivial, dass man glatt selbst draufkommen
> kann: man lässt einfach bei den Samples das Vorzeichen weg.

Ähh, nein. Der Grund ist natürlich, das du beim Abtasten einer 
Wechselspannung irgendwo sampelst, mit ein bisschen Pech also im 
Nulldurchgang.
Analogtechnik ist hier gar nicht schlecht, die Frage ist, ob es Sinn 
hat, den Glättungskondi mit dem Messbereich umzuschalten, oder doch 
besser 8 dieser Schaltungen aufzubauen und die jeweils an einen ADC 
Kanal zu hängen. Irgendwie gefällt mir die letzte Lösung besser, da die 
Kondensatoren ja ne Restladung haben könnten. Habe diese auch vor 
einiger Zeit in einem Hardware Spektrum Analyzer gesehen.

von Reinhard Kern (Gast)


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Matthias Sch. schrieb:
> Ähh, nein. Der Grund ist natürlich, das du beim Abtasten einer
> Wechselspannung irgendwo sampelst, mit ein bisschen Pech also im
> Nulldurchgang.

Ja und, hat das Analogsignal etwa keinen Nulldurchgang?

Wenn man eben mit CD-Qualität zufrieden ist, reicht es, mit 44,1 kHz zu 
sampeln - was hinten rauskommt, ist das hörbare Analogsignal. Das kann 
man aber genausogut unterwegs digital bearbeiten, wie Hunderte von 
Millionen Geräten beweisen - in der Praxis, eine Theorie gibt es auch 
dazu, und die ist auch schon ziemlich alt.

Wenn du Spitzenwertgleichrichtung brauchst, nimmst du halt die 
Spitzenwerte der Absolutwerte der Samples (=Diode) über eine gewisse 
Zeit (=Kondensator), und damit ergibt sich die Hüllkurve. Alles seit 
Urzeiten bekannt.

Es scheint da aber an den Grundlagen zu mangeln. Ein Sample im 
Nulldurchgang ist kein dummer Zufall, sondern notwendig für die 
Darstellung des Signals wie alle anderen Samples auch. Die früheste 
Abhandlung über das Abtastheorem stammt übrigens von 1915, Zeit es 
kennenzulernen.

Gruss Reinhard

von Peaki (Gast)


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>Gibt es eine Möglichkeit das umzusetzen (also die Peakdetektion) ohne
>für jeden Bereich eine eigene Schaltung zu haben?

So ähnlich wie am Eingang dieser Schaltung:

Beitrag "Re: VU-Meter Schaltung"

Allerdings brauchst du dann einen echten IORR-OPamp, wie beispielsweise 
den TS912. Außerdem solltest du das Signal ein wenig verkleinern, damit 
noch etwas Spannung für die Diode übrig ist.

Dann gibst du einfach den Ausgang des Peak-Detektors und Vcc/2, also COM 
vom MAX4790, an die Eingänge deines ADCs. Die Differenz ist dann der 
Spitzenwert des Signals.

von MaWin (Gast)


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> Das ist so ungefähr der technische Stand von 1960. Ist dir schon mal
> aufgefallen, dass Modems heute so gut wie keine Analogtechnik mehr
> enthalten?

Ist dir mal aufgefallen, daß im Modem kein ATMega32 steckt ?

Nein, den Originalthread hast du auch nicht gelesen,
du wolltest nur mal altklug rumblubbern.

Geh spielen.

Oder sterben.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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@Jano:
Nachdem wir das geklärt hätten, habe ich noch die Idee, das, wenn du nur 
einen ADC Kanal frei hast, aber drei digitale Eingänge, einen CD4051 als 
8 zu 1 Umschalter vor den ADC hängen könntest. Soweit ich das sehe, 
brauchst du auch keinen echten dB-geeichten Peak-Detektor, da der ATMega 
ja selber umrechnen kann. Also 8-mal die relativ simple Peak Detektor 
Schaltung und dann rauf auf den Mega.
Mit rosa Rauschen siehst du ja schnell, ob die Pegel sich gleichen und 
kannst die Detektoren einleveln.

von Reinhard Kern (Gast)


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MaWin schrieb:
> Ist dir mal aufgefallen, daß im Modem kein ATMega32 steckt ?

Es soll schon mal gelungen sein, Software von einem auf einen anderen 
Prozessor zu portieren - aber das war sicher schon nach der Zeit, als du 
noch an der technischen Entwicklung teilgenommen hast. Daher kannst du 
natürlich nicht wissen, dass digitale Signalverarbeitung auch auf einem 
AtMega möglich ist.

Der TO hat gefragt, ob es eine bessere Möglichkeit gibt als für jeden 
Kanal einen Peakdetektor mit OP - klar gibt es die, einfach per 
Software. Lass doch einfach mal den Windows-Media-Player laufen mit 
seiner ca 50 kanaligen Pegelanzeige, und dann verrätst du mir mal, wo 
auf deinem Motherboard die 50 Operationsverstärker sitzen.

Gruss Reinhard

von Peaki (Gast)


Angehängte Dateien:

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Wenn ich den TE richtig verstanden habe, dann will er mit nur einem 
durchstimmbaren Bandpaß auskommen. Wenn der ADC schnell genug ist und 
der µC nicht zu viel zu tun hat, könnte der Spitzenwert tatsächlich mit 
dem ADC direkt gemessen oder zumindest abgeschätzt werden.

Falls ein analoger Spitzenwertdetektor zum Einsatz kommen soll, ist 
Mawins Vorschlag doch garnicht schlecht.

Damit die Schaltung auch noch bei niedrigen Frequenzen gut funktioniert 
würde ich die Schaltung im Anhang nehmen. Die größere 
Entladezeitkonstante hat aber jetzt den Nachteil, daß der Speichercap 
beim "Umschalten" der Bandfrequenz eventuell zu lang aufgeladen bleibt. 
Der BS170 gestattet deshalb das rasche Entladen.

Wegen der unvermeidlichen Leckströme an den Eingängen von µC-Ports kann 
auf einen zusätzlichen Buffer wohl nicht verzichtet werden. Ebenso wenig 
kann der BS170 durch einen freien Ausgangsport ersezt werden.

von MaWin (Gast)


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> Es soll schon mal gelungen sein, Software von einem auf
> einen anderen Prozessor zu portieren

Nur wennd er genügend schnell war, hier muß auch der A/D-Wandler genügen 
schnell sein, und das ist absolut nciht erfüllt.

>  klar gibt es die, einfach per Software

Nicht mit seinem uC. Das habe ich schon mal erwähnt und ihn
genannt. Du willst das alles nur vorsätzlich ignorieren,
damit du dir selbst dein Geschwätz nicht eingestehen musst.
Dummerweise haben das alle Forenteilnehmer schon längst bemerkt.

von Simon K. (simon) Benutzerseite


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Im Übrigen braucht man selbst bei derartiger digitaler 
Signalverarbeitung mindestens einen Anti-Alias Tiefpass. Und der ist 
auch wieder Analogtechnik ;-)

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