Signalverarbeitung

[Cornelius R. (cornelius)]

Hallo,

es geht um folgendes. Ich habe eine Eingansspannung, sie besteht aus 
einer nahezu konstanten aber langfristig (ca. 10s) veränderbaren 
Gleichspannungskomponente und einer daraufmodulierten Wechselspannung 
(Anhang), deren Amplitude sich mittelfristig (0,5s) ändert.

Das ganze kommt in einem Roboterfußballspiel vor, die Spannungen 
entstehen an einem festen Widerstand, der in Reihe zu einem 
Phototransistor geschaltet ist. Die Gleichspannung entsteht durch das 
Tageslicht, die Wechselspannung wird vom Ball ausgesendet. Die Höhe der 
Amplitude der Wechselspannung sagt demnach aus wie weit der Ball weg 
ist.

Das Ziel ist es, eine mittelfristig (0,1s) nahezu konstante analoge 
Spannung im Bereich 0-5V zu generieren, abhängig von der Höhe der 
Amplitude des Wechselspannungsanteils, die von einem 
Mikrocontrollerboard ausgelesen werden kann.

Meine Idee war, den Gleichspannungsanteil mit einem RCD-Hochpass zu 
eliminieren. Da die Wechselspannungsfrequenz 40kHZ beträgt, sollte das 
eine schöne Dämpfung für nahezu 0Hz ergeben. Das Problem ist, dass die 
Diode, wenn eine Germaniumdiode verwendet wird, nur Spannung über 200mV 
durchlässt, ein negativer Anteil also verbleibt, ein negativer Anteil 
muss jedoch verhindert werden. Das ist das erste Problem. Eine mögliche 
Lösung ist es, 200mV mit einem OPV zu addieren, oder geht das 
geschickter?

Nun müsste diese Spannung geglättet werden, ich möchte ja eine 
mittelfristig (0,1s) nahezu konstante Spannung. Meine Idee ist es, den 
Kondensator mit einer sehr geringen Zeitkonstante aufzuladen (20µs) und 
dann mit einer langen Zeitkonstante zu entladen (100ms). Dadurch 
verbleibt der Kondensator immer auf der Höhe der Spitzen und fällt in 
den 500µs-Pausen nur um weniger als 1% ab. Meines Erachtens müsste man 
aber die Glättungsschaltung von der Filterschaltung entkoppeln, erstens 
damit die Glättung die Filterung nicht beeinflusst und zweitens da die 
Filterschaltung eventuell die hohen Ladeströme nicht liefern kann, die 
aus der kurzen Ladezeitkonstante resultiert.

Wie kann man das geschickt entkoppeln? Mit einem Impedanzwandler, oder 
funktioniert das nicht wegen der Dämpfung der hohen Frequenzen?

Das ganze sollte dann 13 Mal auf eine Platine, die möglichst klein 
werden sollte, nicht größer als halbes Europaformat.

Wenn jemand eine völlig andere Lösungsmöglichkeit parat hat, ist diese 
sehr willkommen.

Ich bedanke mich schon mal bei allen die sich diese romanartige 
Problembeschreibung überhaupt durchgelesen haben!


Viele Grüße

Cornelius