Hallo an alle! Ich brauche für ein Schulprojekt eure Hilfe: Es geht um Ultraschallentfernungsmessung und meine Aufgabe ist eine Schaltung zu entwerfen, die die laufzeitabhängige Dämpfung kompensiert. Dazu soll sie folgende Funktion nachbilden: c*t * exp(a*c*t) wobei c die Schallgeschwindigkeit, t die Laufzeit und a die Dämpfungskonstante sind. Leider hab ichs nicht so mit Analogschaltungen - vielleicht kann mir mal wer weiterhelfen... Achja: Multiplizierer hab ich natürlich fertig, mein Problem ist eher das mit der Laufzeit in die Schaltung zu bringen. Vielen Dank schon mal Andi
Wenn du den Multiplizierer schon fertig hast um obiges Produkt zu berechnen dann kanst du den exp(a*c*t) anteil mit einem RC - Glied erzeugen. Du startest zu begin deiner Impulsausgabe mit dem laden eines Kondensators ueber einen Widerstand. Dessen Ladezeitkonstante ist ja bekanntermassen u(t) = ub*(1-exp(-t/T)) mit ub = Betriebsspannung , T = R*C , t = zeit , u(t) = Zeitabhaengige spannung. Normalerweise wird es aber anders gemacht. Der uC zur Steuerung des ganzen schaltet in gewissen Abstaenden einfach per Analogschalter die Verstaerkung um. Falls dir das zu grob ist gibst noch die moeglichkeit per Multiplizierendem DAC die Verstaerkung feiner um zuschalten. Dazu berechnent der uC den Verstaerkungsfaktor nach deiner Formel und gib diesen auf dem DAC aus. Gruss Helmi
Danke für die schnelle Antwort, das Problem ist folgendes: Das GANZE Teil soll analog werden! Der Eingangsverstärker wird von einem Kollegen mit dem MAX2034 realisiert und ich soll als Verstärker den MAX2035 (oder MAX2037 - rel. ähnlich) verwenden. Der MAX2035 hat einen differentiellen Eingang mit dem man die Verstärkung einstellen kann (-2V heißt volle Verstärkung, +2V heißt geringste Verstärkung!) Und jetzt muss ich mir die Schaltung vor diesem differentiellen Eingang überlegen. andi
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Nur mal so auf die schnelle ohne mir jetzt das Datenblatt vom MAX2035 genau durchzulesen sollte dir diese Schaltung eine e-funktionsformige Spannung erzeugen. Das C must du halt so bestimmen das es deinen Zeiten entspricht. Wenn der Transistor sperrt beginnt die Spannung zu steigen und dein VGA wird immer mehr verstaerken. Eventuell ich bin mir nicht sicher must du noch VGCTL+ und - tauschen. Gruss Helmi
Die Lade-/Entladefunktion eines Kondensators ist eine negative Exponentialfunktion. Um auf die von Andi gewünschte positive Exponentialfunktion zu kommen, müsste man noch den Kehrwert des Signals bilden, wofür es natürlich ebenfalls Schaltungen gibt. Zusätzlich muss das Ganze noch mit t (also einer linearen Rampenfunktion) multipliziert werden. Die lineare Rampe kann bspw. durch Laden eines Kondensators mit einem konstanten Strom gewonnen werden. Es geht aber einfacher: Beim MAX2035 scheint die Verstärkung (zumindest näherungsweise) exponentiell von der Steuerspannung abzuhängen. Also muss nicht die Funktion
sondern
erzeugt werden. Dazu müssen eine Rampenfunktion (Laden eines Kondensators mit Konstantstrom), eine Logarithmusfunktion (Rampe durch Logarithmierer) und eine konstante Funktion (Konstantspannung) generiert und alle drei Signale addiert werden. Die Konstanten C1, C2 und C3 sind entsprechend anzupassen und können evtl. über Potis einstellbar gemacht werden. Das Summensignal kann, wie von Helmi gezeigt, in ein differentielles Signal umgewandelt werden, das dem Steuereingang des MAX zugeführt wird. Einen Multiplizierer brauchst du also nicht, aber statt dessen einen Rampengenerator, einen Logarithmierer und einen Addierer. Alle drei sind aber relativ leicht zu realisieren.
hallo nochmal! danke für eure antworten. muss aber nochmal nachfragen: Woher weiß ich dass die Verstärkung exponentiell von der Steuerspannung abhängt? Ich schließe jetzt mal aus dem Diagramm (weil linear auf einer log. Skala) ? Bin ich da richtig? und wie soll so ein rampengenerator ausschauen? Hab da mal gegoogelt aber auch nix brauchbares gefunden. mfg andi
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>Ich schließe jetzt mal aus dem Diagramm (weil linear auf einer log. >Skala) ? Bin ich da richtig? Ja >und wie soll so ein rampengenerator ausschauen? Hab da mal gegoogelt >aber auch nix brauchbares gefunden. Lineare Rampe erhaelst du wenn du in meiner Schaltung R1 durch eine Konstantstromquelle ersetzt (Transistor) und R9 weglaesst. Dann sollte sich am C b.z.w. am OP-Ausgang eine lineare Rampe ergeben. Gruss Helmi
Die Standardanwendung nimmt fuer dieses Problem einen spannungsgesteuerten Verstaerker. nachschauen unter VGA, zB bei Analog Devices. Dort einen aussuchen der linear in dB ist, Dann eine Rampe anlegen und gut ist.
Für den Zweck gibt oder gab es Spezialchips: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/tl852.pdf http://www.micromint.com/app_notes/ti01_data.htm http://www.acroname.com/robotics/parts/R11-6500.html die machen allerdings nur digital einstellbare logarithmisch gestaffelte Verstärkungsschritte.
3352 schrieb: > Die Standardanwendung nimmt fuer dieses Problem einen > spannungsgesteuerten Verstaerker. nachschauen unter VGA, zB bei > Analog Devices. Dort einen aussuchen der linear in dB ist Der MAX2035, den Andi ausgesucht hat, ist genau so etwas, nur eben nicht von Analog, sondern von Maxim. > Dann eine Rampe anlegen und gut ist. Nur die Rampe ist ein Bisschen zu wenig, zumindest dann, wenn das Ergebnis genau sein soll. Durch die Rampe und die exponentielle Charakteristik des VGA wird zwar die dämpfungsbedingte Schalldruckabnahme kompensiert, nicht aber die Schalldruckabnhame infolge der radialen Schallausbreitung. Diese ist in Andis Formel durch den Faktor t vor der E-Funktion berücksichtigt. Du hast natürlich insofern recht, dass man diesen Faktor t in vielen Anwendungsfällen einfach vernachlässigen kann, da der Dynamikbereich der Gesamtschaltung trotz der Laufzeitkompensation ohnehin sehr groß sein muss. Dann genügen aber meist auch einige wenige, diskret einstellbare Verstärkungsstufen. Es gibt aber auch Anwendungen, wo es durchaus sinnvoll ist, die Kompensation möglichst ganau zu machen. Vielleicht schreibt Andi mal, wozu er dieses US-Entfernungsmesssystem einsetzen möchte.
ich brauch das ganze deahalb so genau, weil nicht nur die Entfernung gemessen, sondern auch auf die Oberfläche geschlossen werden soll. Wenn man also die laufzeitabhängige Dämpfung exakt kompensiert bleibt nur noch die Dämpfung der Oberfläche des Reflektors übrig. Das soll das Ganze irgendwann mal machen... mfg andi
Ok, dann sollte man das linke t in der Formel lieber nicht weglassen. Wobei diese Oberflächenbestimmung natürlich nur dann sauber funktionieren kann, wenn die Fläche ausreichend groß (sonst wird bei großen Abständen evtl. ein kleinerer Ausschnitt der Schallkeule reflektiert als bei kurzen Abständen) und eben ist und genau rechtwinklig zur Sensorachse liegt.
hallo! eine kurze frage: wie kann man die Schaltung(Rampe) von Helmut Lenzen schnell umbauen, dass sie nicht von 0 auf 5 V geht, sondern von 0 auf -2. danke schon mal, gast
Eine negative Rampe erhältst du dadurch, dass du links vom OpAmp - die positive Versorgungsspannung durch eine negative ersetzt, - den PNP- durch einen NPN-transistor ersetzt und umgekehrt, - die Dioden umdrehst und - falls der Kondensator gepolt ist, diesen ebenfalls umdrehst. Das Rücksetzsignal muss jetzt natürlich auch negativ sein. Die Versorgungsspannung des OpAmps muss ins Negative verschoben werden. Beim einem LM358/324 würde sich GND als positive und -5V als negative Versorgungsspannung anbieten. Alternativ kannst du die Schaltung so lassen, wie sie ist, und hinter den OpAmp einen zweiten als invertierenden Verstärker schalten.
aahhh, die Dioden hab ich vergessen - drum hats nicht geklappt. vielen dank mfg gast
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