Hallo Bastler,
ich baue ein Spannungsmessgerät (nur Gleichspannung 0.1 - 20.0V) mit
relativ langen Anschlussleitungen (~4.00m in Summe für Plus und Masse).
Wegen hochfrequenten Funksignalen will ich gerne meine Schaltung durch
einen aktiven Filter verbessern (kein Schwanken des Wertes).
Meine Schaltung beinhaltet auch einen Operationsverstärker, der mir die
Spannung (<5.00V über automatischen Bereichswahlschalter) verstärkt, um
diese noch besser messen zu können.
Operationsverstärker haben ja bekanntlich einen Offset, der auch
hochfrequent ist.
Zur Frage: Ist es sinnvoll den aktiven Filter hinter den OPV zu
schalten, um die Offsetspannung auch mit zu filtern (so meine Theorie),
oder schalte ich diesen lieber direkt an meinen Controller?
Geplant habe ich eine sehr geringe Frequenz, da ja nur Gleichspannung
gemessen werden soll.
Schöne Ostern.
Hallo,
HF Signale werden IMO erst mal passiv entfernt bzw. auf ein Maß von ca.
1mV reduziert. Eingänge von OPVs können sonst das HF-Signal
gleichrichten/demodulieren. Davon kann dann eine gewisse Unruhe des
Messwertes ausgehen. Das jetzt zu glätten, würde bedeuten, einen
Mittelwert der Gleichgerichteten HF anzuzeigen.
Aktive Filter sind eher dazu da, um z.B. niederfrequentes Rauschen
wegzufiltern. UM HF aktiv zu glätten, müsste der OPV die HF verarbeiten
können. Das Handy in der Hosentasche sendet mit 900 MHz. Ein OPV,
welcher das verarbeiten könnte, hätte andere, unerwünschte
Eigenschaften.
Gruß, Bernd
Nachtrag:
Es wäre denkbar, zuerst Frequenzen oberhalb 10kHz passiv zu entfernen
und anschließend ein passives Filter folgen zu lassen, welches nur noch
max. 1Hz durchlässt.
Hallo
Die Offsetspannung habe ich bisher immer als typenbehafteten
Gleichspannungsfehler verstanden.
Dem kann man schaltungstechnisch begegnen.
Es gibt evtl. eine Frequenz-Kompensation, ist im Datenblatt angegeben.
Die meisten OpAmps sind nur im NF-Bereich verstärkend, so das höhere
Frequenzen nicht zu erwarten sind.
Es kann ein Fehler im Bereich des Controllers selbst entstehen.
Manche Controller erlauben einen bestimmten Meßmodus, damit keine großen
Spannungsschwankungen innerhalb des Chips stattfinden.
Ansonsten sollte man alles mit R's und C's machen können:
Wechselspannungen und Hochfrequenzen bedämpfen, evtl. einen
Abschlusswiderstand anschließen.
Man kann auch Koaxialkabel nehmen, da strahlt wenig ein.
MfG
Natürlich zuerst ein passiver Filter.
Du weißt ja hinterher nicht mehr, woher ein Fehler gekommen ist, also
frühzeitig den Fehler entfernen.
In Verbindng mit Kabeln Drähten etc. gibts auch noch die Möglichkeit
elektrogalvanischer Fehler.
MfG
Hallo,
einige Tipps zur Realisierung deines Vorhabens.
Alexa schrieb:> ich baue ein Spannungsmessgerät (nur Gleichspannung 0.1 - 20.0V) mit> relativ langen Anschlussleitungen (~4.00m in Summe für Plus und Masse).
Da empfehlt es sich paarig verdrillte Messleitungen zu benutzen, die
außerdem noch gut geschirmt sind. Damit bekommt man schon mal sehr wenig
Störungen ans Messgerät.
> Wegen hochfrequenten Funksignalen will ich gerne meine Schaltung durch> einen aktiven Filter verbessern (kein Schwanken des Wertes).
Warum aktiv???
Funksignale sind hochfrequent und du willst DC sehr langsam messen.
Selbst mit einem Tiefpass erster Ordnung hat man da eine sehr gute
Dämpfung, weil die Störungen mehrere Größenordnungen von der
Grenzfrequenz des Tiefpass (TP) entfernt liegen.
> Meine Schaltung beinhaltet auch einen Operationsverstärker, der mir die> Spannung (<5.00V über automatischen Bereichswahlschalter) verstärkt, um> diese noch besser messen zu können.
Ja schön.
> Operationsverstärker haben ja bekanntlich einen Offset, der auch> hochfrequent ist.
Eine Offset haben OPV. Aber warum sollte der "hochfrequent" sein?
Offset ist normal ein reines DC-signal.
Ob der Offset überhaupt relevant ist, hängt von der Wahl des OPV ab.
Man muß sich ja nicht an 40 Jahre alter technik abarbeiten, nur weil in
irgend einem uralten Bastelbuch so ein 741 drin steht.
Ich empfehle dir z.B. eine AD8571 oder auch AD8572
Werte wie die folgenden lassen selten wünsche offen:
Offset voltage: 1 μV,
Input offset drift: 0.005 μV/°C
Gain: 145 dB typical
CMRR: 140 dB typical
http://www.analog.com/en/all-operational-amplifiers-op-amps/operational-amplifiers-op-amps/ad8571/products/product.html
Und wenn das noch nicht reicht, dann nimmt man eben einen
Chopperstabilisierten OPV wie ICL7650 mit Zero-Drift:
http://www.sunist.org/shared%20documents/TRANSISTOR,%20IC,%20CIRCUIT%20...%20DATASHEETS/ICL7650-ICL7650B.pdf> Zur Frage: Ist es sinnvoll den aktiven Filter hinter den OPV zu> schalten,
Eine goldene Regel in der Technik ist: "Keep it simple".
Du brauchst keinen aktiven Filter für langsame DC.
> um die Offsetspannung auch mit zu filtern (so meine Theorie),
Offsetspannung filtern? Du hast irgendwie falsche Vorstellung von
Offsetspannung.
Überhaupt gibt es da noch andere Feinheiten, die evtl. relevant sein
können.
Z.B. Innenwiderstand der Quelle und Innenwiderstand der
Verstärkerschaltungen. Einfluss von Bias-Strom usw.
Wie machst du die Verstärkungsumschaltung? Evtl. mit Relais ?
Da gibt es auch Fallen für Laien (z.B. unzuverlässige Kontakte,
Thermospannungen usw.). Auch bei analogen Schaltern/Multiplexern sind
bestimmte Parameter relevant, die man beachten sollte, wenn man nicht
zusätzliche ungebauigkeiten einbauen will.(Isolationswiderstand und
Sperrwiderstand).
> oder schalte ich diesen lieber direkt an meinen Controller?> Geplant habe ich eine sehr geringe Frequenz, da ja nur Gleichspannung> gemessen werden soll.
Schreibe mal genauer, was du so vor hast und welche konkreten
Messbedingungen auftreten.
Gruß Uwi
Alexa schrieb:> Uwe M. schrieb:>> Du brauchst keinen aktiven Filter für langsame DC.> Wie meinst du das mit langsame DC?
Hallo,
naja, was du unter DC verstehst, wissen wir nicht so genau.
Oben schreibst du:
> Geplant habe ich eine sehr geringe Frequenz,> da ja nur Gleichspannung gemessen werden soll.
Das impliziert eine langsame Messung bzw. eine DC-Spannung mit geringer
Änderungsrate.
Die Frage ist auch, wie schnell du messen willst oder musst.
Wenn man einen Tiefpass mit Grenzfrequenz 1Hz davor setzt, dann braucht
man nach Anlegen einer Messspannung eben schon eine Einschwingzeit von
3...5s (Halbwertzeiten), je nachdem wie genau man das Ergebnis haben
will.
Mit 10Hz Grenzfrequenz vergehen 5 Halbwertszeiten eben schneller.
Du kannst dir aussuchen, was dir wichtiger ist
-> schnelle Messung und dafür mehr Störeinflüsse
-> langsame Messung und dafür genauer.
In der Messtechnik gilt auch noch der Grundsatz: Schnell und genau geht
nicht.
Gruß Öletronika
Uwe M. schrieb:> naja, was du unter DC verstehst, wissen wir nicht so genau.
Ich meine eine "normale" Gleichspannung, die sich eigentlich nicht
ändert, solange man seinen Messpunkt nicht wächselt. (klar, kann die
Spannung, je nachdem wo gemessen wird auch mal schwanken, vergleichbar
mit einem Multimeter stelle ich mir das vor)
Einen Tiefpass stelle ich mir vor, jedoch aktiv, um durch zb ein RC
Glied meine Messspannung nicht zu verfälschen!
Wie schnell ich messe? Ich verwende eine normale ADC Funktion führe
diese kontinuierlich aus und gebe das ein 7-Segment-Anzeigen weiter (der
Teil funktioniert bestens)
Danke
Alexa schrieb:> Einen Tiefpass stelle ich mir vor, jedoch aktiv, um durch zb ein RC> Glied meine Messspannung nicht zu verfälschen!
Hallo,
wie, bitte schön, verfälscht denn ein passiver Tiefpass die Messfunktion
anders bzw. schlechter, als ein aktiver Tiefpass?
Und was meist, passiert mit den zusätzlichen Fehlern, die eine aktive
Schaltung einbringt (Offset, Drift, Verstärkungsfehler)?
Ich habe den Eindruck, du glaubst an Elektronische Mysterien.
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0206172.htm> Wie schnell ich messe? Ich verwende eine normale ADC Funktion führe> diese kontinuierlich aus und gebe das ein 7-Segment-Anzeigen weiter (der> Teil funktioniert bestens)
Also reicht eh eine Messrate von 1...2 mal pro Sekunde und schnellere
Änderungen könntest du eh nicht verfolgen.
Gruß Uwi
