Effektivwert von einem aperiodischem Signal ermitteln..

[Der T. (Gast)]

Hallo!

Ich habe hier ein aperiodisches Signal (im Prinzip ein Stromwert; 
ermittelt über einen Hallsensor). Das Signal sieht aus wie ein 
NF-Signal. Auch die enthaltenen Frequenzen bewegen sich in diesem 
Bereich.

Nun muß ich daraus im 500ms-Takt einen Strom ermitteln, welcher in 
diesem 500ms-Zeitfenster dem DC-Effektivwert entspricht - Tipps?

MfG,
techniker

[Andreas S. (andreas) (Admin)]

Abtasten, quadrieren, aufsummieren, Wurzel berechnen. Wenn die maximale 
Frequenz im kHz-Bereich liegt sollte das ein AVR gut schaffen.

[Der T. (Gast)]

d.h. wie folgendes Beispiel?

T=0ms -> Zähler=0

Schleife:
1. Abgetasten: z.B. 500dez
2. Quadrieren: z.B. 500dez*500dez -> 250000
3. Aufsummieren: z.B. Zähler += 250000
Schleife wiederholen bis T=500ms

4. Vom Zähler die Wurzel ziehen -> fertig?!?


Wenn ja, dann wird die Zähler-Variable ja gigantisch gross..?!? :-o
Auch das Wurzel-ziehen wird dann seine Zeit brauchen - oder?

[STK500-Besitzer (Gast)]

>Wenn ja, dann wird die Zähler-Variable ja gigantisch gross..?!? :-o

Die Zahl wird vermutlich nicht mehr als 8Byte groß sein...

>Auch das Wurzel-ziehen wird dann seine Zeit brauchen - oder?

Klar, ist ja eine Berechnung. Dazu sollte es aber optimierte Algorithmen 
geben...

[Der T. (Gast)]

..was kommt eigendlich raus wenn ich das Signal durch einen OP, welcher 
als Integrierer arbeitet, durchschicke?

[Hauke R. (lafkaschar)]

Wenn du vorher nicht gleichrichtest wohl nur der DC Offset.

[Der T. (Gast)]

@hauke:
Sorry, natürlich hätte ich vor davor einen elektronischen 
Zweiweggleichrichter (aufgebaut mit OPs) zu verwenden..

[Thilo M. (Gast)]

>Die Zahl wird vermutlich nicht mehr als 8Byte groß sein...

Wenn du die Variablen von WINAVR verwendest (long int) wird sie maximal 
4 Byte werden können. Was größer ist mußt du selbst basteln.
Bei Berechnung alle 500ms dürfte das Timing kein Problem sein, das geht 
recht fix.

[Thilo M. (Gast)]

Muss mich korrigieren, long long (uint64) sind ja 8 Byte! ;)

[Der T. (Gast)]

..interessant wäre hald, was der Integrator nach der elektronischen 
Zweiweggleichrichtung liefert?

Da es keine hochgenaue Messung sein muß, würde ich eine Hardwarelösung 
favoritisieren..

[Simon K. (simon)]

Thilo M. wrote:
>>Die Zahl wird vermutlich nicht mehr als 8Byte groß sein...
>
> Wenn du die Variablen von WINAVR verwendest (long int) wird sie maximal
> 4 Byte werden können. Was größer ist mußt du selbst basteln.
> Bei Berechnung alle 500ms dürfte das Timing kein Problem sein, das geht
> recht fix.

uint64_t bzw. unsigned long long sind 64bit bzw. 8byte.

[Andreas S. (andreas) (Admin)]

Der Techniker wrote:
> d.h. wie folgendes Beispiel?
>
> T=0ms -> Zähler=0
>
> Schleife:
> 1. Abgetasten: z.B. 500dez
> 2. Quadrieren: z.B. 500dez*500dez -> 250000
> 3. Aufsummieren: z.B. Zähler += 250000
> Schleife wiederholen bis T=500ms

3,5: Zähler durch Anzahl der Werte teilen

> 4. Vom Zähler die Wurzel ziehen -> fertig?!?

Genau. Bei der Abtastung aber aufpassen dass keine höheren 
Frequenzanteile als Abtastfrequenz/2 enthalten sind, also bei Bedarf 
einen Tiefpass einbauen.

> Wenn ja, dann wird die Zähler-Variable ja gigantisch gross..?!? :-o
> Auch das Wurzel-ziehen wird dann seine Zeit brauchen - oder?

Wenn das nur zwei mal pro Sekunde gemacht werden muss sollte das kein 
Problem sein.

> ..was kommt eigendlich raus wenn ich das Signal durch einen OP, welcher
> als Integrierer arbeitet, durchschicke?

Der Mittelwert. Um den Effektivwert zu bekommen musst du vorher 
quadrieren. Man kann das auch analog machen, lohnt sich in dem 
Frequenzbereich heutzutage aber nicht mehr.

[Der T. (Gast)]

> Man kann das auch analog machen, lohnt sich in dem
> Frequenzbereich heutzutage aber nicht mehr.

Nur der Interesse halber: Wie? :-)

[Simon K. (simon)]

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

Wenn ich mich nicht irre, heißt diese Art des Mittelwertes auch 
Quadratisches Mittel.

[Der T. (Gast)]

@Simon:
..ich dachte da eher an die Schaltung, als an die Formel.. ;)

[Andreas S. (andreas) (Admin)]

Der Techniker wrote:
>> Man kann das auch analog machen, lohnt sich in dem
>> Frequenzbereich heutzutage aber nicht mehr.
>
> Nur der Interesse halber: Wie? :-)

Es gibt Analogmultiplizierer als IC, ich glaube die arbeiten intern mit 
dem Logarithmus (x*y = exp(ln(x) + ln(y)). Man kann das so auch mit 
OP-Amps aufbauen. Oder man nimmt etwas mit einer ungefähr quadratischen 
Kennlinie (Diode).

[Helmi (Gast)]

Der AD636 bildet dir den Effektivwert nach der Formel

http://www.analog.com/en/prod/0,,773_866_AD636,00.html

oder falls du es lieber aus einzelnen Bauteilen haben willst
http://www.national.com/ms/LB/LB-25.pdf

Bedenke bei dieser Schaltung das die Transistoren auf einem gemeinsammen 
Chip sein muessen wegen der Temperatur Drift

Gruss Helmi