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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Präzisionsgleichrichter bis ins mhz bereich


Autor: Rolf Riller (ultra-low)
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hallo
ich habe bereits einige schaltungen mit high speed op und dioden als 
Präzisionsgleichrichter nachgebaut. nun fängt sich der gleichgerichtete 
signal bereits nach ca. 50khz zu verfälschen.
wüsste jemand eine schaltung oder am besten ein ic mit dem ich 
amplitude(3v p-p) bis 5mhz messen kann.
danke

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>wüsste jemand eine schaltung

Ja -- ich melde mich vielleicht später nochmal, wenn es sonst niemand 
beantworten mag.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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OK -- auf Dein lieblos dahingeschmiertes Posting mag scheinbar sonst 
niemand antworten. Es wird auch nicht wirklich klar was Du genau 
willst/benötigst:

Signal messen? Dann evtl. einfach einen Offset addieren.

Full-Wave-Rectifier:
Die Schaltung aus Horowitz/Hill Figure 4.45 sollte schon ganz gut auch 
für höhere Frequenzen funktionieren. Leider ist sie bei Google-Books 
nicht verfügbar. Wenn Du sie nicht kennst kann ich sie aber raussuchen 
und als Bildchen posten. Alternative: OP mit spannungsbegrenzten 
Ausgängen wie AD8036.

http://www.analog.com/static/imported-files/data_s...

Figure 12 Full-Wave-Rectifier

>amplitude(3v p-p) bis 5mhz messen kann.

Oder willst Du einen Peak-Detector?

Autor: 3365 (Gast)
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ein AD8362 sollte das koennen.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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@Rolf Riller

Oder willst Du keinen "active full-wave rectifier", sondern einen der 0 
liefert, wenn das Eingangssignal kleiner Null ist?
Dann hat die einfache Schaltung mit einer Diode den Nachteil, dass sie 
durch die Slew-Rate des OP begrenzt ist. Abhilfe schafft die Schaltung 
mit zwei Dioden, Horowitz/Hill Figure 4.27, verfügbar bei Google-Books:

http://books.google.de/books?id=bkOMDgwFA28C&print...

Autor: Rolf Riller (ultra-low)
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@Stefan Salewski

ich möchte impedanz respektive resonanz von piezo und 
wirbelstromsensoren messen und dann anpassen. es soll einfach 
spitzenwert von vout(bild) gemessen werden. es soll natürlich 0 liefern 
wenn signal kleiner null ist.

Figure 4.27 und 4.45 habe ich probiert. resultat ist immer fast das 
gleiche. bei einigen khz fängt der signal "einzuknicken".

was mich auch interessiert wie man die dafür geeignete ic bezeichnet.
rms-converter, true-rms-converter, true-power-detector, rf-detector, 
präzisionsgleichrichter, spitzenwertgleichrichter...

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>spitzenwert von vout(bild) gemessen werden.

Das wäre dann ein Peak-Detector?

>es soll natürlich 0 liefern wenn signal kleiner null ist.

Natürlich ist das nicht: Präzisionsgleichrichter wäre für mich 
"precision full-wave rectifier", also Ausgang=ABS(Eingangssignal).

Mir ist noch immer nicht ganz klar was Du genau benötigst/willst  -- 
wenn es ein schneller Spitzenwertdetektor/Peak-Detector ist gibt es da 
etwas.

Vielleicht solltest Du besser in Deiner Muttersprache schreiben -- es 
gibt hier durchaus einige kompetente, mehrsprachige Leute.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Figure 4.27 und 4.45 habe ich probiert

Zu 4.45 hatte ich Dir bereits gesagt: AD8036 Figure 12, geht locker bis 
20 MHz.

Und zu 4.27: Da kannst Du auch einfach einen OP mit Spannungsbegrenzung 
nehmen und als untere Schwelle 0 einstellen, also auch AD8036 oder 
OPA688.

Für schnellen Peak-Detector müsste ich suchen, da hatte ich vor einigen 
Monaten mal etwas gesehen...

Autor: Rolf Riller (ultra-low)
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ich mache ein konkretes beispiel:
amplitude Vin = 2V
R=1K
R vom sensor = 1K (bei freq. xy, ist jetzt nicht wichtig)
nun ist am ausgang die amplitude 1V. und die möchte ich messen.

zuerst eine diode und dann tiefpass ist ja bekanntlich wegen 
spannungsabfall an der diode problematisch.

Autor: Hagen Re (hagen)
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Du brauchst für solche Opamp-Rectifier undbedingt Opamp mit sehr hoher 
Slewrate damit der Opamp die Dioden im Feedbackzweig gut aussteuern 
kann. Sonst sieht man beim gleichgerichteten Signal kurz nach dem 
Nullduchgang einen verspäteten und zu steilen Anstieg, so als ob der 
Opamp schaltet statt dem Signal langsam zu folgen. Es hängt also nur vom 
richtigen Opamp ab und dieser sollte eine große GBW = Bandbreite und 
Slewrate V/s haben.

Um dieses Manko zu umgehen, denn normalerweise verstärkt man ja nicht 
das Signal also Gain=1 und denoch benötigt man einen teuren und 
schnellen Opamp, kann man eine aktive Gleichrichtung benutzen. Dazu 
nimmt man zwei Opamp, beide Gain=1, einr invertiert das Signal der 
andere dient nur als Impedanzwandler. Beide gehen in einen schnellen 
Analogswitch rein. Der Analogschalter wird durch einen schnellen 
Komaparator geschaltet und dieser liegt am Signal und an virtuellem GND 
für den Nulldurchgang des Signales.

Danach folgt nun ein Integrator falls du nur ein DC Signal langsam 
auswerten möchtest. Oder ein aktiver Peakdetektor 
http://en.wikipedia.org/wiki/Precision_rectifier ganz unten.
Dieser wird dann durch den Komparator des obigen aktiven Gleichrichters 
gesteuert. Deine effektive Samplingfrequenz dieses Peakdetektor ist dann 
doppelt so hoch wie die Frequenz des Eingangssignales.

Gruß Hagen

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>ich mache ein konkretes beispiel:
>amplitude Vin = 2V

Wenn das Eingangssignal eine reine Wechselspannung ohne 
Gleichspannungsoffset ist, kannst Du einen Peak-Detector verwenden.

Der aus Horowitz/Hill (Figure 4.38) ist nicht sehr schnell, weil der 
Ausgang des OP weit in den negativen Bereich geht und die Reaktionszeit 
deshalb durch die Slew-Rate begrenzt ist. Ich werde mal nach der anderen 
Schaltung suchen, ist irgendwas mit einer Dummy-Diode...

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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Schon gefunden,
Design-Note 61 von Linear:

http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?navId...

Autor: Rolf Riller (ultra-low)
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also vielen dank an Stefan Salewski und Hagen Re.
habe mich doch für AD8036 Figure 12 entschieden. ic schon bestellt. mal 
schauen wie gut es funktionieren wird...

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>habe mich doch für AD8036 Figure 12 entschieden. ic schon bestellt. mal
>schauen wie gut es funktionieren wird...

Na hoffen wir das Beste.
Ich habe ja doch eher den Verdacht, dass Du einen Peak-Detektor willst 
-- ist aber nur ein Verdacht, denn so völlig verstanden habe ich nicht 
was und wie du exakt messen willst.

Autor: Hagen Re (hagen)
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Naja so wie ich das "hinein-interpretiere" möchte er zb. das Signal 
eines Piezowandlers verstärken, gleichrichten und dann daraus eine DC 
Spannung integrieren. Nun macht er einen Freuqencysweep zb. von 1Khz bis 
5Mhz und misst dabei die Stärke der Amplitude des Piezos, also den 
gleichgerichteten und auf DC integrierten Ausgang. Bei Resonanz misst er 
die höchste Ausgangsspanung. Somit hat er die Resonanzfrequenz des 
Piezos ermittelt.

Gruß Hagen

Autor: Rolf Riller (ultra-low)
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besser hätte man das nicht sagen können...

Autor: Hagen Re (hagen)
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Aber du sieht, um die 20Mhz zu ereichen benötigt der AD8036 eine GBW von 
fast 200Mhz und da ist die Clampingtechnik nocht nicht mit eingerechnet. 
Denoch schönes Teil, mir fallen da gleich noch andere Anwendungsgebiete 
ein ;)

Übrigens macht er dann exakt das was ich oben mit den Analogschalter + 
Komparator gemeint habe.

Gruß Hagen

Autor: Olaf (Gast)
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Ich meine mich zu erinnern das AD seit kurzem so nette
kleine ICs haben die sozusagen einen kompletten Netzwerkanalyzer
von 0 bis 100kHz enthalten und einem die ganze Kurve automatisch
durchfahren.
Ich ueberleg schon seit laengerem mit was ich die Anschaffung
rechtfertigen koennte. :-)

Olaf

Autor: Interessierter (Gast)
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5 mhz oder 5 MHz?

Autor: Rolf Riller (ultra-low)
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5 MegaHerz.
also nocheinmal. es wird ein freq.sweep von dc bis 5mhz gemacht und 
impedanz von vierpol gemessen. in meinem fall ist es aktuell ein piezo 
und wirbelstrom sensor. aber man kann ja generell alles was 
freq.abhängig ist testen filter etc.

Autor: Rolf Riller (ultra-low)
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so sieht der plot ungefähr aus

Autor: 3357 (Gast)
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Ich wuerd einen AD8302 nehmen. Der kann das alles und kostet nur 22 USD. 
Da lohnt sich kein eigenes Gepfriemel, das nur schlechter wird.

Autor: 3357 (Gast)
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Allenfalls ein AD5934, der macht das Scannen der Frequenz, hat die 
Amplitude aber linear, wobei der vorher genannte AD8302 die Frequenz 
nicht macht, dafuer die Aplitude logarithmisch bringt. Was auch immer 
man genau benoetigt.

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