Analog Filter zur Generierung einer Hüllkurven

[Klaus n. (Firma: privat) (asab)]

Hallo

Ich will eine Signal eines Messsensors auswerten. Der Sensor gibt mir 
ein relativ hochfrequentes Signal zurück (ca. 30-70kHz). Mich 
interessiert aber die Frequenz nicht, sondern nur die Amplitude. Das 
Signal möchte ich jetzt Digital auswerten (PC Messkarte) da ich aber das 
Signal nicht in dieser Genauigkeit aufnehmen kann, die Grenzfrequenz 
meines AD Wandlers ist 1 kHz,  suche ich nach einer analogen 
Vorverarbeitung die mir quasi eine Hüllkurve um diesen Burst macht ohne 
die Amplitude zu verfälschen. Eine etwaige Laufzeit (Totzeit) des 
Signals wäre zwar nicht schön könnte aber in kauf genommen werden.

Da ich mich mit Analogtechnik oder Filtertechnik nicht auskenne, die 
Frage wie könnte so eine Vorverarbeitung aussehen oder nach welchen 
Stichworten müsste ich im Netz suchen.

Danke ASAB

[Timm T. (Gast)]

Präzisionsgleichrichter und Tiefpass.

[Klaus n. (Firma: privat) (asab)]

Hallo Timm Thaler

Danke für die schnelle Antwort.
Ein Präzisionsgleichrichter macht mir quasi eine Betragsbildung meines 
Signals. Wenn mein hochfrequentes Signal eine rechtecksignal ist bekomme 
ich die Hülkurve. Wenn mein Signal aber ein verzerter Sägezahn ist 
bekomme ich wieder - zwar ein gleichgerichtets Signal, aber ich habe 
immer noch die gesamten Frequenzanteile enthalten. Oder ?

Eine niederfrequente Abtastung würde also zu einem falschen Ergebnis 
führen - bezogen auf die Amplitude der einezelnen hochfrequenten Anteile 
- wenn ich die Kurvenform nicht kenne.


mfg ASAB

[Timm T. (Gast)]

Da Du ja nicht verraten willst, wie Dein Signal aussieht, bin ich mal 
von nem Sinus der HF ausgegangen.

Also entweder die HF Deines Signales hat eine definierte Form (Sinus, 
Rechteck, Dreieck), dann kannst Du das einfach mit einem Tiefpass 
glätten und über die Verstärkung des Tiefpasses den Formfaktor 
ausgleichen.

Oder die HF Deines Signales ändert die Form, dann hast Du ein Problem. 
;-)

Die Hüllkurve bekommst Du dann näherungsweise, indem Du das 
gleichgerichtete Signal durch einen Spitzenwertdetektor schickst, dessen 
Abklingzeit Du so wählst, dass er der Kurvenform der HF nicht mehr 
folgt, Deine Hüllkurve aber noch nicht übermäßig verzerrt.

Also Präzisionsgleichrichter => Spitzenwertdetektor => ADC

Man kann natürlich auch ohne Gleichrichter arbeiten, dan reagiert der 
Spitzenwertdetektor nur auf die positiven HF-Amplituden. Mit 
Gleichrichter hat man aber doppelte HF-Frequenz für die Detektion und 
kann der Hüllkurve doppelt so schnell folgen.

[Kai K. (klaas)]

>Der Sensor gibt mir ein relativ hochfrequentes Signal zurück (ca. 30->70kHz).

>Wenn mein Signal aber ein verzerter Sägezahn ist bekomme ich wieder -
>zwar ein gleichgerichtets Signal, aber ich habe immer noch die gesamten
>Frequenzanteile enthalten. Oder ?

Klaus, das ist die falsche Reihenfolge. Daß du einen verzerrten Sägezahn 
hast, mußt du uns gleich am Anfang erzählen, sonst wird das nichts.

Denke auch ein wenig an die anderen: Wir helfen gerne, aber wir brauchen 
Fakten. Völlig sinnlos herumraten wollen nur die wenigsten hier...

[Klaus n. (Firma: privat) (asab)]

Hallo,

Danke für die Info, jetzte wird es langsam klarer. Da ich immer eine 
Oszi Bild im Kopf habe, vergesse ich manchmal, dass das was ich vor dem 
geistigen Auge habe andere nicht kennen.

Zur Info ich will einen U-Schall-Signal durch eine Material schicken und 
mich interesiert die Dämpfung der Amplitude nach dem Material. Das 
Signal wird mit einem Signalgenerator erzeugt und ist eigentlich ein 
Sägezahnsignal (wir versuchen aber auch andere Signalformen). Das Signal 
kommt aber recht verzert und eben überlagert durch andern Anregungen im 
Material am Aufnehmer an.

Mit dem Oszi schön anzuschauen. Jetzt suchen wir eine praktikable Lösung 
das Signal so aufzubereiten dass es mit "standard" Steuerungen 
ausgewertet werden kann, daher die Grenzfrequenz von 1 kHz Abtastrate.

So und nun began die Suche nach einer geeigneten Vorverarbeitung.

und der erste Versuch sieht wohl dann so aus:

>> Also Präzisionsgleichrichter => Spitzenwertdetektor => ADC

jetzte werde ich mal Versuchen über diese OP Schaltungen etwas heraus zu 
bekommen und mir eine Plan machen wie wir weiter vorgehe.


... wenn ich nicht weiter komme melde ich mich sofort :-)


danke + gruss Klaus

[Timm T. (Gast)]

Da könnte auch ein Lock-In mit anpassbarer Phasenschiebung helfen, die 
Reflexionen rauszumitteln.

Oder eine relative Messung: Du nimmst zwei Empfänger, einen davon mit 
fixem Abstand zum Sender. Das Verhältnis der Signale verrechnet ergibt 
die Dämpfung. Muss halt sehen, ob das in Deinem Aufbau konstruktiv 
machbar ist.

[Helmut L. (helmi1)]

Du koenntes auch dein Signal zuerst begrenzen das von der 
Amplitudenmodulation nichts mehr da ist. Dann gibst du dieses Signal und 
das nicht begrenzte Signal auf einen Mischer. Am Ausgang entsteht dann 
deine Huellkurve. Das ganze nennt sich Syncrondemodulator.

http://de.wikipedia.org/wiki/Synchrondemodulation

[Klaus n. (Firma: privat) (asab)]

Hallo

2 Empfangsköpfe können wir leider nicht installieren, erstens haben wir 
nur einen und zweites bekommt man es auch nicht hin, weil kein Platz da 
ist.Da der Sender aber ein Standard Bauteil und auch an den 
Frequenzgenerator ich nicht beeinflusen kann sondern nur Wellenform, 
Leistung und Frequenz vorgeben kann, scheidet eine modifikation der 
Quelle aus.
Aber wir wollen uns eh nur auf die Auswertung des Signals konzentrieren.

Ich habe mal eine Skizze aufgerissen mit dem Ansatz der aufgezeigt wurde

>> Also Präzisionsgleichrichter => Spitzenwertdetektor => ADC

und ich finde das theoretische Ergebnis sieht so aus, dass man darauf 
aufbauen kann.



danke Klaus

[Timm T. (Gast)]

Nur dass der Spitzenwertdetektor nicht so abrupt nach 3f springt, das 
ist ja ein Kondensator, der über eine (ideale) Diode (OPV + Diode) 
geladen wird, das Abklingen machst Du dann mit einem Widerstand 
(Tiefpass). Damit folgt der noch besser der Hüllkurve, was Dir ja 
entgegenkommt.

Du könntest eher ein Problem mit unterschiedlichen Laufzeiten der 
Reflexionen bekommen. Abhängig vom Material, Einspeisung, Größe und Form 
kann es sein, dass Du das Konzept ganz ändern musst, also z.B. nicht mit 
einem kontinuierlichen Signal arbeiten kannst, sondern den Ultraschall 
als Burst da reinschickst und nur in einem Zeitfenster messen kannst, 
weil Dir sonst die Reflexionen das Signal zu sehr vermatschen. Aber ohne 
Oszibild einer realen Messung kann man das nicht sagen...